高電子遷移率電晶體及其製造方法

2023-05-25 18:54:46 2

專利名稱：高電子遷移率電晶體及其製造方法
技術領域：
示例實施例涉及高電子遷移率電晶體(HEMT)及其製造方法，更具體地，涉及包括氧處理(oxygen treated)區域的HMET及其製造方法。
背景技術：
高電子遷移率電晶體(HEMT)包括具有不同帶隙的半導體。在HEMT中，具有不同帶隙的半導體接合在一起。具有較寬帶隙的半導體用作施主。這樣的具有較寬帶隙的半導體在具有較窄帶隙的半導體中形成二維電子氣0DEG)。在HEMT中，2DEG可以用作溝道。HEMT可以是具有改善的電荷載流子遷移率和高的擊穿電壓的電晶體，並可以用作功率器件。較寬帶隙的半導體可以是化合物半導體。因此，HEMT的擊穿電壓可以為高的。 2DEG可以通過η摻雜具有較寬帶隙的材料或通過使用極化材料而形成。因為HEMT在沒有施加外電場時包括溝道，所以HEMT以耗盡模式工作。然而，為了簡化電路，HEMT可以以增強模式工作(在下文，稱為「Ε模式」)。E模式可以通過去除設置在柵極之下的溝道來實現。在HEMT中，柵極與漏極之間的2DEG在關斷操作期間被去除。空間電荷保留，電場由於空間電荷而集中在柵極處。由於電場集中在柵極處，HEMT的擊穿電壓會減小。為了實現E模式和/或增加HEMT的擊穿電壓，可以通過使用氯(Cl)基氣體蝕刻部分溝道提供層而減少溝道提供層的極化性，或者可以使氟(F)基氣體進入到溝道層中以作為受主。然而，由於Cl和F都產生腐蝕性氣體，所以HEMT在蝕刻溝道提供層期間可能被損傷。

發明內容
示例實施例可以提供高電子遷移率電晶體(HEMT)及其製造方法，該HEMT用於在 HEMT被蝕刻時可以不受損傷的條件下實現增強模式(Ε-模式)，並且/或者用於增大擊穿電壓。根據示例實施例，高電子遷移率電晶體(HEMT)包括源極電極；柵極電極；漏極電極；溝道形成層，包括至少二維電子氣0DEG)溝道；以及溝道提供層，用於在溝道形成層中形成2DEG溝道，溝道提供層的一部分包括氧處理區域。溝道提供層可以包括在柵極電極與漏極電極之間的第二氧處理區域。HEMT可以包括形成在溝道提供層上的溝道增加層和絕緣層中的至少一個，該絕緣層用於改善柵極電極的絕緣性質。溝道增加層可以包括IV族半導體、IV族半導體的化合物、η型半導體或電介質材料。絕緣層可以是Al2O3層、SiO2層或SiN層。第二氧處理區域的深度或氧濃度可以小於第一氧處理區域的深度或氧濃度。氧處理區域的至少部分可以被絕緣層覆蓋。HEMT還可以包括極化性小於溝道提供層的極化性的半導體層，該半導體層可以形成在柵極電極與溝道提供層之間，並且第一氧處理區域和第二氧處理區域中的至少一個可以延伸到該半導體層中。HEMT還可以包括極化性大於溝道形
5成層的極化性且形成在溝道形成層之下的半導體層。HEMT還可以包括極化性大於溝道形成層的極化性的半導體層，該半導體層可以形成在溝道形成層之下。HEMT還可以包括極化性小於溝道提供層的極化性的半導體層，該半導體層形成在溝道增加層和絕緣層中的至少一個與溝道提供層之間，至少部分氧處理區域可以穿過半導體層延伸到溝道增加層和絕緣層中的至少一個。HEMT還可以包括極化性大於溝道形成層的極化性的半導體層，該半導體層可以形成在溝道形成層之下。根據示例實施例，製造高電子遷移率電晶體(HEMT)的方法包括在襯底上形成溝道形成層，在該溝道形成層中至少形成二維電子氣ODEG)溝道；在溝道形成層上形成用於形成2DEG溝道的溝道提供層；在溝道提供層上形成源極電極和漏極電極以被彼此間隔開； 在源極電極與漏極電極之間的溝道提供層中形成氧處理區域；以及在溝道提供層的位於氧處理區域與源極電極之間的區域和氧處理區域中的至少一個上形成柵極電極。形成氧處理區域可以包括形成第一氧處理區域；以及形成第二氧處理區域，第一氧處理區域和第二氧處理區域的深度或氧濃度可以彼此不同。此外，第一氧處理區域和第二氧處理區域可以形成為彼此部分交疊。該方法還可以包括，在形成柵極電極之前，在溝道提供層上形成溝道增加層和絕緣層的至少一個，該絕緣層用於改善柵極電極的絕緣性質。在此情形下，溝道增加層可以包括IV族半導體、IV族半導體的化合物、η型半導體或電介質材料。絕緣層可以是Al2O3層、SiO2層或SiN層。第二氧處理區域的深度或氧濃度可以小於第一氧處理區域的深度或氧濃度，柵極電極可以形成在第一氧處理區域上。該方法還可以包括，在形成柵極電極之前，在溝道提供層上形成具有比溝道提供層的極化性小的極化性的半導體層。氧處理區域可以穿過半導體層形成。在此情形下，溝道形成層可以形成在具有比溝道形成層的極化性大的極化性的半導體層上。該方法還可以包括，在形成溝道增加層和絕緣層中的至少一個之前，在溝道提供層上形成具有比溝道提供層的極化性小的極化性的半導體層。在此情形下，溝道形成層可以形成在具有比溝道形成層的極化性大的極化性的半導體層上。氧處理區域可以通過使用 O2等離子體、O2退火、O3、紫外(UV)氧化、0基團和0注入中的任何一個來形成。在HEMT中，溝道提供層可以包括氧處理區域。氧處理區域可以是氧化區域。根據氧處理區域的深度和氧處理區域的氧濃度，可以去除位於氧處理區域之下的2DEG溝道，或者可以減小包含在2DEG溝道中的電子的濃度。HEMT可以以增強模式(『 模式」)工作，並可以具有高的擊穿電壓。氧處理區域可以包括氧離子，該氧離子用作包含在2DEG溝道中的電子的受主。可以防止電場集中在HEMT的柵極電極處。此外，由於氧處理區域在絕緣層形成在溝道提供層上之後形成，所以可以防止HEMT在蝕刻期間被損傷。在形成氧處理區域之後，柵極電極可以使用自對準操作形成，絕緣層可以通過使用原位工藝形成，從而簡化製造工藝。根據示例實施例，高電子遷移率電晶體包括溝道層；溝道提供層，配置為在溝道層中感應二維電子氣ODEG)溝道；在溝道層和溝道提供層上的源極電極、柵極電極和漏極電極；以及氧處理區域，氧處理區域包括電晶體的至少溝道提供層的部分，氧處理區域鄰近柵極電極。根據示例實施例，製造高電子遷移率電晶體的方法包括在襯底上形成溝道層；在溝道層上形成溝道提供層以在溝道層中感應二維電子氣ODEG)溝道；在溝道提供層上形成源極電極和漏極電極，源極電極和漏極電極彼此間隔開；在源極電極與漏極電極之間的溝道提供層中形成氧處理區域；以及在溝道提供層的位於氧處理區域與源極電極之間的區域和氧處理區域中的至少一個上形成柵極電極。


通過以下結合附圖的簡短描述，示例實施例將被更清楚地理解。圖1-圖61示出了如以下所述的非限制性的示例實施例。圖1-圖34是示出根據示例實施例的高電子遷移率電晶體(HEMT)的截面圖；圖35-圖38是示出根據示例實施例製造圖1的HEMT的方法的截面圖；圖39-圖43是示出根據示例實施例製造圖2的HEMT的方法的截面圖；圖44和圖45是示出根據示例實施例製造圖3的HEMT的方法的截面圖；圖46-圖52是示出根據示例實施例製造圖5和圖6的HEMT的方法的截面圖；圖53-圖56是示出對根據示例實施例的不包括絕緣層和溝道增加層的HEMT進行氧處理的模擬結果的曲線圖；圖57和圖58是示出對根據示例實施例的包括絕緣層的MIS-HEMT進行氧處理的模擬結果的曲線圖；以及圖59-圖61是示出對根據示例實施例的包括溝道增加層的HEMT進行氧處理的模擬結果的曲線圖。應當指出，這些附圖旨在示出在特定示例實施例中使用的方法、結構和/或材料的一般特性，並旨在補充以下提供的文字描述。然而，這些附圖沒有按比例，可以不是精確地反映任何給定實施例的精確結構或性能特性，並且不應當被解釋為定義或限制由示例實施例所涵蓋的值或性質的範圍。例如，為了清晰，分子、層、區域和/或結構元件的相對厚度和位置可以減小或誇大。在不同附圖中相似或相同附圖標記的使用旨在表示相似或相同元件或特徵的存在。
具體實施例方式現在將參照附圖更充分地描述示例實施例，附圖中示出了示例實施例。然而，示例實施例可以以多種不同的形式實施，而不應被解釋為僅限於這裡闡述的實施例；而是，提供這些實施例使得本公開透徹和完整，並將本示例實施例的概念充分傳達給本領域普通技術人員。在附圖中，為了清晰，層和區域的厚度被誇大。附圖中相似的附圖標記指示相似的元件，因此將省略它們的描述。應當理解，當稱一元件「連接到」或「耦接到」另一元件時，它可以直接連接到或耦接到另一元件，或者可以存在居間的元件。相反，當稱一元件「直接連接到」或「直接耦接到」另一元件時，不存在居間的元件。相似的附圖標記通篇指代相似的元件。如此處所用的，術語「和/或」包括一個或多個所列相關項目的任何及所有組合。用於描述元件或層之間的關係的其它術語應當以類似的方式解釋(例如，「在...之間」與「直接在...之間」、 「與...相鄰」與「與...直接相鄰」、「在...上」與「直接在...上」)。應當理解，雖然這裡可以使用術語第一、第二等描述各種元件、組件、區域、層和/或部分，但這些元件、組件、區域、層和/或部分不應受限於這些術語。這些術語僅用於將一個元件、組件、區域、層或部分與另一元件、組件、區域、層或部分區別開。因此，以下討論的第一元件、組件、區域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區域、層或部分，而不背離示例實施例的教導。為便於描述此處可以使用諸如「在...之下」、「在...下面」、「下(lower)」、 「在...之上」、「上(upper)」等空間相對性術語以描述如附圖所示的一個元件或特徵與另一(些)元件或特徵之間的關係。應當理解，空間相對性術語是用來概括除附圖所示取向之外器件在使用或操作中的不同取向的。例如，如果附圖中的器件翻轉過來，被描述為「在」 其它元件或特徵「之下」或「下面」的元件將會在其它元件或特徵「之上」。因此，示範性術語「在...下面」能夠涵蓋之上和之下兩種取向。器件可以採取其它取向(旋轉90度或在其它取向)，此處所用的空間相對性描述符做相應解釋。這裡所用的術語僅是為了描述特定實施例的目的，並非要限制示例實施例。如此處所用的，除非上下文另有明確表述，否則單數形式「一」和「該」均旨在包括複數形式。還應當理解，術語「包括」和/或「包含」，當在本說明書中使用時，指定了所述特徵、整體、步驟、 操作、元件和/或組件的存在，但並不排除一個或多個其它特徵、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或增加。這裡參照截面圖描述了示例實施例，這些圖為示例實施例的理想化實施例(和中間結構)的示意圖。因而，由例如製造技術和/或公差引起的從圖示形狀的變化是可以預料的。因此，示例實施例不應被解釋為僅限於此處示出的區域的特定形狀，而是包括由例如製造引起的形狀偏差在內。例如，示出為矩形的注入區域可以具有倒圓或彎曲的特徵和/ 或在其邊緣的注入濃度梯度而不是從注入區域到非注入區域的二元變化。類似地，通過注入形成的埋入區域可以導致在埋入區域與通過其發生注入的表面之間的區域中的一些注入。因此，附圖所示的區域在本質上是示意性的，它們的形狀並非要示出器件的區域的真實形狀，也並非要限制示例實施例的範圍。除非另有定義，此處使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)都具有本發明所屬領域內的普通技術人員所通常理解的同樣的含義。還應當理解，諸如通用詞典中所定義的術語，應當被解釋為具有與它們在相關領域的語境中的含義相一致的含義，而不應被解釋為理想化的或過度形式化的意義，除非這裡明確地如此定義。圖1是示出根據示例實施例的高電子遷移率電晶體(HEMT) 100的截面圖。參照圖 1，HEMT 100可以包括襯底20、緩衝層M、第一材料層30、第二材料層32、源極電極34S、漏極電極34D、柵極電極36和第一氧化區域38。緩衝層M可以在襯底20上。第一材料層30 和第二材料層32可以在緩衝層M上(例如，依次堆疊在緩衝層M上)。襯底20可以為例如藍寶石襯底。緩衝層M可以為例如AlN層。第一材料層30 和第二材料層32可以是具有不同極化性和不同帶隙的半導體層。第一材料層30的極化性和帶隙可以小於第二材料層32的極化性和帶隙。第一材料層30可以是例如GaN層和/或 InGaN層的半導體層。第二材料層32可以是例如AKiaN層的半導體層。第二材料層32可以是例如AlN層。根據第一材料層30和第二材料層32之間的極化性差異，第二材料層32可以被極化。第二材料層32的電荷(+和-)可以表示極化電荷。示出為在第一材料層30的接觸第二材料層32的表面之下的電荷(-)可以表示二維電子氣ODEG)。2DEG可以形成從而抵消由於第二材料層32的極化引起的電荷(+)。2DEG可以用作η溝道。因為可以由於第二材料層32而在第一材料層30中產生2DEG溝道，所以第二材料層32可以是用於在第一材料層30中感應2DEG溝道的溝道提供層，第一材料層30具有比第二材料層32的極化性小的極化性(或更小的帶隙)。因為由作為溝道提供層的第二材料層32感應的2DEG溝道可以在第一材料層30中感應出，所以第一材料層30可以包括2DEG 溝道。第一材料層30可以是其中形成2DEG溝道的溝道形成層或溝道層。源極電極34S、柵極電極36和漏極電極34D可以在第二材料層32上彼此間隔開。 漏極電極34D可以比源極電極34S與柵極電極36間隔得更遠。第一氧化區域38可以在第二材料層32中。第一氧化區域38可以通過使用不同的方法被氧處理。第一氧化區域38 可以被稱作氧處理區域。第一氧化區域38可以在柵極電極36之下並可以從頂表面在向下的方向上延伸。根據第二材料層32中的第一氧化區域38的深度和/或包含在第一氧化區域38中的氧濃度，可以減小在第一氧化區域38之下的2DEG溝道和/或包含在2DEG溝道中的電子的濃度。在完全去除第一氧化區域38之下的2DEG溝道的情況下，HEMT可以為增強模式的HEMT (在下文，稱作「Ε模式」)。在減小包含在2DEG溝道中的電子濃度的情況下， 在第一氧化區域38之下感應的2DEG溝道可以是輕摻雜漏極(LDD)區域，且HEMT的擊穿電壓可以增大。第一氧化區域38可以與第二材料層32的底表面間隔開。第二材料層32和第一氧化區域38可以在柵極電極36與第一材料層30之間。在柵極電極36與第一材料層30之間，第一氧化區域38的厚度可以大於第二材料層32的厚度。第一氧化區域38可以包含氧。 第一氧化區域38可以包括由於氧處理第二材料層32的對應於第一氧化區域38的部分而引起的一種或多種氧化物。第一氧化區域38可以是包括第二材料層32的氧化物(例如， 鋁(Al)氧化物)的區域。第一氧化區域38可以包含氧離子，該氧離子相對於包含在2DEG 溝道中的電子用作受主。第一氧化區域38的極化性可以小於第二材料層32的其餘部分的極化性。包含在第一氧化區域38中的氧的濃度可以是包含在第一氧化區域38中的氧離子的濃度。包含在第一氧化區域38中的極化感應元素的量可以小於包含在第二材料層32的其餘部分中的極化感應元素的量。第一氧化區域38與第一材料層30之間的極化性差異可以小於第二材料層32的其餘部分與第一材料層30之間的極化性差異。第一材料層30的位於柵極電極36之下的部分的2DEG的濃度可以由於氧的添加而減小。當第一氧化區域38包含用作受主的氧離子時，包含在2DEG溝道中的電子可以被氧離子接受。第一材料層30的位於柵極電極36之下的部分的2DEG溝道中包含的電子的濃度可以減小。因為第一氧化區域38在第二材料層32中，所以2DEG的濃度可以在柵極電極36之下的部分中減小以形成LDD區域。HEMT的擊穿電壓可以增大。圖2是示出根據示例實施例的HEMT 200的截面圖。參照圖2，絕緣層40可以在源極電極34S與漏極電極34D之間的第二材料層32上。絕緣層40可以增大HEMT 200的導通電流。絕緣層40可以接觸源極電極34S和漏極電極34D。絕緣層40可以為例如Al2O3 層、SiO2層和/或SiN層。絕緣層40的厚度可以為例如約Inm至約50nm。柵極電極36可以在絕緣層40上。柵極電極36和第一氧化區域38可以彼此面對，絕緣層40可以在柵極電極36與第一氧化區域38之間。在圖2和其它附圖中，可以包括關於圖1描述的襯底20和緩衝層24，但是為了圖示的方便可以不示出。此外，為了圖示的方便，在第一和第二材料層30和32中感應的電荷可以不被示出。圖3是示出根據示例實施例的HEMT 300的截面圖。參照圖3，第二氧化區域42可以在第二材料層32中。第二氧化區域42可以在柵極電極36與漏極電極34D之間。第二氧化區域42可以接觸柵極電極36。第二氧化區域42可以是包括鋁(Al)氧化物的區域(例如，第二材料層32的氧化部分)或包含用作受主的氧離子的區域。第二氧化區域42的深度和氧濃度可以小於圖1的第一氧化區域38的深度和氧濃度。第二氧化區域42的功能可以類似於第一氧化區域38的功能。在形成於第一材料層30的位於第二氧化區域42之下的部分中的2DEG中包含的電子的濃度可以小於第一材料層30的其餘部分中的2DEG中包含的電子的濃度。HEMT的擊穿電壓可以增大。圖4是示出根據示例實施例的HEMT 400的截面圖。圖4的HEMT 400可以類似於圖3的HEMT 300並包括圖2的絕緣層40。參照圖4，第二氧化區域42可以在第二材料層 32中。絕緣層40可以在源極電極34S與漏極電極34D之間。絕緣層40的布置和材料可以與關於圖2描述的相同或相似。柵極電極36可以在絕緣層40上。柵極電極36和第二氧化區域42可以彼此不直接接觸。圖5是示出根據示例實施例的HEMT 500的截面圖。圖5可以示出在第二材料層 32中的第一氧化區域38和第二氧化區域42。參照圖5，第二材料層32可以包括第一氧化區域38和第二氧化區域42。第一氧化區域38和第二氧化區域42關於柵極電極36的位置可以與圖1和圖3的相同或相似。第二氧化區域42可以比第一氧化區域38薄。第二氧化區域42可以接觸第一氧化區域38。由於第二氧化區域42，2DEG溝道可以在第二氧化區域42下面，並且可以為LDD區域。在HEMT 500的關斷狀態，電場可以被防止和/或減少， 並由於柵極電極36與漏極電極34D之間的空間電荷而不會集中在柵極電極36處。擊穿電壓可以增大。圖6是示出根據示例實施例的HEMT 600的截面圖。HEMT 600可以類似於圖5的 HEMT 500，並包括用於增大導通電流的絕緣層40。參照圖6，絕緣層40可以在源極電極34S 與漏極電極34D之間。絕緣層40、柵極電極36以及源極電極34S和漏極電極34D的位置關係可以與上述示例實施例的相同或相似。由於絕緣層40，柵極電極36和第一氧化區域38 以及第二氧化區域42可以彼此不直接接觸。圖7是示出根據示例實施例的HEMT 700的截面圖。參照圖7，溝道增加層44可以在第二材料層32上。源極電極34S、柵極電極36和漏極電極34D可以在溝道增加層44上彼此間隔開。溝道增加層44可以增加第一材料層30中的2DEG的濃度。由於溝道增加層 44，導通電流可以增大。溝道增加層44可以包括在柵極電極36之下的第三氧化區域46。 第三氧化區域46可以類似於圖1的第一氧化區域38，並可以執行與圖1的第一氧化區域 38相同或相似的功能。第三氧化區域46與柵極電極36之間的位置關係可以與圖1的第一氧化區域38與柵極電極36之間的位置關係相同或相似。由於溝道增加層44，導通電流可以增大。由於第三氧化區域46，HEMT700的擊穿電壓可以與不包括溝道增加層44的示例實施例相同或相似。溝道增加層44可以包括例如IV族半導體、IV族半導體的化合物、η型半導體或電介質材料。IV族半導體的示例可以包括碳(C)、矽(Si)或鍺(Ge)。IV族半導體的化合物可以是氮化物，例如CN、SiN或GeN。第三氧化區域46可以延伸到第二材料層32中，如圖13所示，並且由於第三氧化區域46而引起的減少包含在2DEG溝道中的電子濃度的效果可以增加。圖8是示出根據示例實施例的HEMT 800的截面圖。圖8的HEMT 800可以類似於圖7的HEMT 700並可以包括絕緣層40。參照圖8，絕緣層40可以在源極電極34S與漏極電極34D之間的溝道增加層44上。絕緣層40可以接觸源極電極34S和漏極電極34D。柵極電極36可以在絕緣層40上。柵極電極36可以不直接接觸第三氧化區域46。第三氧化區域46可以如圖14所示延伸到第二材料層32中。由於第三氧化區域46而引起的減少包含在2DEG溝道中的電子濃度的效果可以增加。圖9是示出根據示例實施例的HEMT 900的截面圖。圖9的HEMT 900可以包括溝道增加層44和第四氧化區域48。參照圖9，溝道增加層44可以在第二材料層32上並包括第四氧化區域48。第四氧化區域48可以在柵極電極36與漏極電極34D之間。在第一材料層30中，包含在形成於第四氧化區域48之下的2DEG溝道中的電子濃度可以減少。形成在第四氧化區域48之下的2DEG溝道可以為LDD區域。第四氧化區域48和柵極電極36可以彼此接觸。第四氧化區域48可以如圖15所示延伸到第二材料層32中，並且由於第四氧化區域48而引起的減少包含在2DEG溝道中的電子濃度的效果可以增加。圖10是示出根據示例實施例的HEMT 1000的截面圖。圖10的HEMT1000類似於圖9的HEMT 900並可以包括絕緣層40。參照圖10，絕緣層40可以在源極電極34S與漏極電極34D之間的溝道增加層44上。絕緣層40可以接觸源極電極34S和漏極電極34D。柵極電極36可以在絕緣層40上。因為第四氧化區域48可以被絕緣層40覆蓋，所以第四氧化區域48可以不直接接觸柵極電極36。第四氧化區域48可以如圖16所示延伸到第二材料層32中，並且減少包含在2DEG溝道中的電子濃度的效果可以增加。圖11是示出根據示例實施例的HEMT 1100的截面圖。在圖11中，溝道增加層44 可以包括第三氧化區域46和第四氧化區域48兩者。參照圖11，溝道增加層44可以包括在源極電極34S與漏極電極34D之間的第三氧化區域46和第四氧化區域48。柵極電極36 與第三氧化區域46和第四氧化區域48之間的位置關係可以與關於圖7和圖9描述的相同或相似。第三氧化區域46和第四氧化區域48可以從溝道增加層44的頂表面在向下的方向上。第四氧化區域48的深度和氧濃度可以小於第三氧化區域46的深度和氧濃度。第三氧化區域46和第四氧化區域48可以如圖17所示地延伸到第二材料層32中，並且減少包含在2DEG溝道中的電子濃度的效果可以增加。圖12是示出根據示例實施例的HEMT 1200的截面圖。圖12的HEMT1200可以類似於圖11的HEMT 1100並可以包括絕緣層40。參照圖12，絕緣層40可以在源極電極34S 與漏極電極34D之間的溝道增加層44上。第三氧化區域46和第四氧化區域48可以被絕緣層40覆蓋。柵極電極36與第三氧化區域46和第四氧化區域48可以不彼此接觸。第三氧化區域46和第四氧化區域48可以如圖18所示地延伸到第二材料層32中，並且減少包含在2DEG溝道中的電子濃度的效果可以增加。圖19是示出根據示例實施例的HEMT 1900的截面圖。參照圖19，金屬絕緣體半導體(MIS) -HEMT結構可以包括在源極電極34S與漏極電極34D之間的第二材料層32上的絕緣層M。柵極電極36可以在絕緣層M上。絕緣層M可以增加在第一材料層30中的 2DEG溝道中包含的電子的濃度。絕緣層M可以為例如鋁氧化物層(例如，Al2O3)。絕緣層 M可以包括第五氧化區域56。第五氧化區域56可以在柵極電極36之下並可以接觸柵極電極36。第五氧化區域56可以延伸到第二材料層32中並可以與第二材料層32的底表面間隔開。第五氧化區域56可以包括第二材料層32的被氧化部分，並可以具有比第二材料層32的其餘部分小的極化性。第五氧化區域56可以包括用作受主的氧離子。圖20是示出根據示例實施例的HEMT 2000的截面圖。參照圖20，MIS-HEMT結構可以包括在源極電極34S與漏極電極34D之間的第二材料層32上的絕緣層M。第六氧化區域58可以包括在柵極電極36與漏極電極34D之間的絕緣層M中。柵極電極36可以接觸第六氧化區域58。第六氧化區域58可以延伸到第二材料層32中。第六氧化區域58可以延伸到第二材料層32中的長度可以短於第五氧化區域56。第六氧化區域58可以包括第二材料層32的被氧化部分。圖21是示出根據示例實施例的HEMT 2100的截面圖。圖21的HEMT2100可以包括第五氧化區域56和第六氧化區域58。參照圖21，MIS-HEMT結構可以包括在源極電極34S 與漏極電極34D之間的絕緣層M以及第五氧化區域56和第六氧化區域58。第五氧化區域 56和第六氧化區域58可以彼此接觸。絕緣層M形成在源極電極34S與第五氧化區域56 之間以及在漏極電極34D與第六氧化區域58之間。柵極電極36與第五氧化區域56和第六氧化區域58之間的位置關係可以與圖19和圖20的相同或相似。第五氧化區域56和第六氧化區域58可以延伸到第二材料層32中。第五氧化區域56和第六氧化區域58延伸到第二材料層32中的程度和長度可以不同，如圖21所示。在圖21的HEMT中，由於第六氧化區域58，LDD區域可以在第六氧化區域58之下的2DEG溝道中。在HEMT的關斷狀態，可以防止電場由於空間電荷而集中在柵極電極36處。圖22是示出根據示例實施例的HEMT 2200的截面圖。參照圖22，第三材料層101 可以在第二材料層32上。第三材料層101可以具有與第一材料層30相同或相似的性質。 二維正(+)氣(例如，2DHG)可以由於第二材料層32的極化而感生在第三材料層101的接觸第二材料層32的表面下。形成在第三材料層101的表面下的2DHG可以不被示出。源極電極34S、柵極電極36和漏極電極34D可以在第三材料層101上。第三材料層101可以包括第七氧化區域68。第七氧化區域68可以在柵極電極36下。第七氧化區域68可以通過使用與第一至第六氧化區域38、42、46、48、56和58相同的方法形成。第七氧化區域68可以延伸到第二材料層32中。第七氧化區域68可以與第二材料層32的底表面間隔開。第八氧化區域69可以在第三材料層101中。第八氧化區域69可以延伸到第二材料層32中。第八氧化區域69的延伸程度可以小於第七氧化區域68的延伸程度。第八氧化區域69可以被氧化，類似於第七氧化區域68。第八氧化區域69可以減少包含在2DEG溝道 ㈠中的電子的濃度。由於第八氧化區域69而引起的減小電子濃度的效果可能小於由於第七氧化區域68而引起的減小電子濃度的效果。由於第八氧化區域69，LDD區域可以形成在 η溝道，即，2DEG溝道㈠中。在圖22中，可以使用第七氧化區域68和第八氧化區域69兩者，或者可替代地，可以使用第七氧化區域68和第八氧化區域69中的任何一個。圖23是示出根據示例實施例的HEMT 2300的截面圖。參照圖23，ΗΕΜΤ2300可以類似於圖22的HEMT 2200，並可以包括在第三材料層101上的溝道增加層44。源極電極 MS、柵極電極36和漏極電極34D可以在溝道增加層44上。圖23的HEMT 2300可以包括第九氧化區域72和/或第十氧化區域74。第九氧化區域72可以與圖22的第七氧化區域 68類似地延伸並延伸到溝道增加層44中。第九氧化區域72可以接觸柵極電極36。第十氧化區域74可以與圖22的第八氧化區域69類似地延伸並延伸到溝道增加層44中。第十氧化區域74可以延伸到溝道增加層44的頂表面。圖M是示出根據示例實施例的HEMT 2400的截面圖。參照圖24，HEMT2400可以類似於圖22的HEMT 2200，並可以包括在源極電極34S與漏極電極34D之間的第三材料層 101上的絕緣層M。柵極電極36可以在絕緣層M上。圖M WHEMT MOO可以包括第i^一氧化區域76和/或第十二氧化區域77。第十一氧化區域76可以與圖22的第七氧化區域 68類似地延伸並延伸到絕緣層M中。第十一氧化區域76可以接觸柵極電極36。第十二氧化區域77可以與圖22的第八氧化區域69類似地延伸並延伸到絕緣層M中。第十二氧化區域77可以延伸到絕緣層M的頂表面。第十一氧化區域76可以執行與根據示例實施例在柵極電極36之下的其它氧化區域相同或相似的功能。包含在第一材料層30的2DEG(_) 溝道中的電子的濃度可以被第十二氧化區域77減少，且LDD區域可以在第十二氧化區域77 之下的2DEG溝道中。圖25是示出根據示例實施例的HEMT 2500的截面圖。參照圖25，圖25的HEMT 2500可以類似於圖23的HEMT 2300，並可以包括在源極電極34S與漏極電極34D之間的溝道增加層44上的絕緣層40。絕緣層40可以接觸源極電極34S和漏極電極34D。根據示例實施例，在圖22的HEMT 2200中，第一材料層30和第二材料層32可以顛倒。例如，第一材料層30可以是具有大的極化性和寬帶隙的半導體層(例如，AKiaN層或AlN層)。與第一材料層30相比，第二材料層32可以是具有小的極化性和窄帶隙的半導體層(例如，GaN層或InGaN層)。第三材料層101可以是具有大的極化性和寬帶隙的半導體層(例如，AlGaN層或AlN層)。圖沈是示出根據示例實施例的HEMT沈00的截面圖。圖沈可以是示出與圖22的 HEMT 2200相比第一材料層30和第二材料層32位置顛倒的截面圖。參照圖^,HEMT 2600 可以包括(例如，依次堆疊的)第二材料層32、第一材料層30和第四材料層201。第四材料層201的材料可以與第二材料層32的材料相同。第二材料層32和第四材料層201的箭頭指示極化方向。由於第二材料層32的極化，2DHE溝道(+)可以在第一材料層30的接觸第二材料層32的表面下。由於第四材料層201的極化，2DEG溝道(-)可以在第一材料層 30的接觸第四材料層201的表面下。源極電極34S、柵極電極36和漏極電極34D可以在第四材料層201上彼此間隔開。 第四材料層201可以包括第十三氧化區域78。第十三氧化區域78可以是氧化物或者可以包括用作受主的氧離子。第十三氧化區域78可以從第四材料層201的頂表面朝向第四材料層201的底表面延伸，並可以與第四材料層201的底表面間隔開。由於第十三氧化區域 78，包括在2DEG溝道(-)，即第一材料層30的η溝道，中的電子的濃度可以在第十三氧化區域78下減少。第四材料層201可以包括第十四氧化區域79。第十四氧化區域79可以類似於第十三氧化區域78從第四材料層201的頂表面在向下的方向上延伸。在第四材料層201的
13頂表面處，第十四氧化區域79的深度和氧濃度可以小於第十三氧化區域78的深度和氧濃度。第十三氧化區域78和第十四氧化區域79兩者可以被包括在HEMT 2600中，或者第十三氧化區域78和第十四氧化區域79中的任何一個可以被包括。由於第十四氧化區域79，包含在第一材料層30的2DEG溝道(-)中的電子的濃度可以在第十四氧化區域79之下較小。 LDD區域可以在第十四氧化區域79之下。圖27是示出根據示例實施例的HEMT 2700的截面圖。參照圖27，第五材料層301 可以在第四材料層201上。源極電極34S、柵極電極36和漏極電極34D可以在第五材料層 301上。第五材料層301的材料可以與第一材料層30的材料相同。第十五氧化區域88可以在第五材料層301中。第十五氧化區域88可以在柵極電極36之下。第十五氧化區域88 可以是氧化物或者可以包括用作受主的氧離子。第十五氧化區域88可以延伸到第四材料層201中。第十五氧化區域88可以朝向第四材料層201的底表面延伸並可以與第四材料層201的底表面間隔開。因為第十五氧化區域88可以減少極化和/或可以用作受主，所以可以減少第一材料層30的在第十五氧化區域88之下的2DEG溝道(-)中的電子的濃度。LDD區域可以在第十五氧化區域88之下，並且HEMT 2700的擊穿電壓可以增大。第五材料層301可以包括第十六氧化區域89 (由虛線指示)。第十六氧化區域89可以延伸到第四材料層201中。第十六氧化區域89延伸到第四材料層201中的長度可以小於第十五氧化區域88延伸到第四材料層201中的長度。第十五氧化區域88和第十六氧化區域89可以以臺階的形式在第四材料層201 中。第一材料層30的2DEG溝道(-)中的電子的濃度可以在第十六氧化區域89之下減少， 且LDD區域可以在第十六氧化區域89之下。可以包括第十五氧化區域88和第十六氧化區域89兩者，或者可以包括第十五氧化區域88和第十六氧化區域89中的任何一個。圖28是示出根據示例實施例的HEMT 2800的截面圖。參照圖28，圖28的HEMT 觀00可以類似於圖^WHEMT沈00並可以包括在第四材料層201上的溝道增加層44。溝道增加層44可以包括第三氧化區域46和/或第四氧化區域48。源極電極34S、柵極電極 36和漏極電極34D之間的位置關係可以與圖7的相同或相似。圖觀的第三氧化區域46和 /或第四氧化區域48可以延伸到第四材料層201中，如圖四所示。圖30是示出根據示例實施例的HEMT 3000的截面圖。參照圖30，圖30的HEMT 3000可以類似於圖28的HEMT 2800並可以包括在源極電極34S與漏極電極34D之間的溝道增加層44上的絕緣層40。源極電極34S、柵極電極36和漏極電極34D之間的位置關係可以與圖8的相同或相似。圖31是示出根據示例實施例的HEMT 3100的截面圖。參照圖31，圖31的HEMT 3100可以類似於圖四的HEMT 2900，並可以包括在源極電極34S與漏極電極34D之間的溝道增加層44上的絕緣層40。源極電極34S、柵極電極36和漏極電極34D之間的位置關係可以與圖14的相同或相似。圖32是示出根據示例實施例的HEMT 3200的截面圖。參照圖32，圖32的HEMT 3200可以類似於圖沈的HEMT，並可以包括在源極電極34S與漏極電極34D之間的第四材料層201上的絕緣層M。第五氧化區域56和/或第六氧化區域58可以在絕緣層M中。 源極電極;34S、柵極電極36和漏極電極34D之間的位置關係可以與圖21的相同或相似。
圖33是示出根據示例實施例的HEMT 3300的截面圖。參照圖33，圖33的HEMT 3300可以類似於圖27的HEMT 2700，並可以包括在第五材料層301上的溝道增加層44。源極電極MS、柵極電極36和漏極電極34D之間的位置關係可以與圖28的相同或相似。圖 33的HEMT 3300可以包括第九氧化區域72和/或第十氧化區域74。第九氧化區域72和第十氧化區域74參照圖23描述。圖34是示出根據示例實施例的HEMT 3400的截面圖。參照圖34，圖34的HEMT 3400可以類似於圖27的HEMT 2700，並可以包括在第五材料層301上的絕緣層M。源極電極MS、柵極電極36和漏極電極34D之間的位置關係可以與圖M的相同或相似。HEMT 3400可以包括第十一氧化區域76和/或第十二氧化區域77。第十一氧化區域76和第十二氧化區域77參照圖M描述。圖35-圖38是示出根據示例實施例製造圖1的HEMT 100的方法的截面圖。參照圖35，可以依次形成襯底(未示出)和緩衝層(未示出)。第一材料層30和第二材料層32 可以依次形成在緩衝層上。源極電極34S和漏極電極34D可以形成在第二材料層32上以彼此間隔開。掩模Ml可以形成在第二材料層32上，掩模Ml用於覆蓋源極電極34S和漏極電極34D並用於暴露第二材料層32的在源極電極34S與漏極電極34D之間的部分。氧處理 60可以在第二材料層32的暴露部分上進行。氧處理60可以進行例如約10秒至約600秒。 第二材料層32的暴露部分可以通過氧處理60而被氧化。氧處理60可以通過使用&等離子體、O2退火、O3、紫外(UV)氧化、0基團(0 radicals)和0注入中的任何一個來進行。參照圖36，第一氧化區域38可以形成在源極電極34S與漏極電極34D之間的第二材料層32 中。參照圖37，柵極材料層37可以形成在第一氧化區域38的頂表面上。柵極材料層 37還可以形成在掩模Ml上。柵極材料層37可以是用於形成柵極電極36的材料。掩模Ml 可以通過使用剝離方法去除。掩模Ml上的柵極材料層37也可以被去除。參照圖38，保留在第二材料層32的第一氧化區域38上的柵極材料層37可以是柵極電極36。圖39-圖43是示出根據示例實施例製造圖2的HEMT的方法的截面圖。參照圖 39，源極電極34S和漏極電極34D可以形成在第二材料層32上以彼此間隔開，且絕緣層40 可以形成在源極電極34S與漏極電極34D之間的第二材料層32上。絕緣層40可以通過使用原位工藝形成。絕緣層40可以被形成為接觸源極電極34S和漏極電極34D。參照圖40，源極電極34S、漏極電極34D和絕緣層40可以被掩模M2覆蓋。掩模M2 的對應於絕緣層40下的第一氧化區域38的部分可以被去除以暴露部分絕緣層40。氧處理 60可以在絕緣層40的暴露部分上進行。氧處理60可以以比不使用絕緣層40的情形更高的功率執行。通過調整氧處理60中使用的功率，可以控制形成在第二材料層32中的第一氧化區域38的深度以及包含在第一氧化區域38中的氧的濃度。第一氧化區域38的深度可以從第二材料層32的頂表面測量。參照圖41，第一氧化區域38可以形成在第二材料層32的對應於絕緣層40的暴露部分的部分中。參照圖42，可以形成柵極材料層37從而覆蓋絕緣層40的暴露部分。柵極材料層37還可以形成在掩模M2上。當去除掩模M2時，也可以去除形成在掩模M2上的柵極材料層37。參照圖43，柵極材料層37可以保留在對應於絕緣層40的第一氧化區域38的部分上。柵極材料層37可以為圖2的柵極電極36。形成在絕緣層40上的柵極材料層37的位置可以由氧處理60中使用的掩模M2來確定。用作柵極電極36的柵極材料層37的位置可以通過掩模M2自對準。可以不需要用於形成柵極材料層37的單獨掩模，並且可以減少工藝的數目。圖44和圖45是示出根據示例實施例製造圖3的HEMT的方法的截面圖。參照圖 44，掩模M3可以形成在第二材料層32上，以覆蓋源極電極34S和漏極電極34D。掩模M3可以暴露第二材料層32的在源極電極34S與漏極電極34D之間的第一區域32A。掩模M3可以是感光圖案。圖3的第二氧化區域42可以形成在第一區域32A中。可以在第一區域32A 上進行氧處理70。氧處理70可以與圖35的氧處理60相同或相似。圖44的氧處理70可以在比圖35的氧處理60的情形低的功率下進行。參照圖45，作為氧處理70的結果，第二氧化區域42可以形成在第二材料層32中。 柵極電極36可以形成在源極電極34S與第二氧化區域42之間的第二材料層32上。柵極電極36可以形成為與源極電極34S間隔開並接觸第二氧化區域42。在形成第二氧化區域42期間，與第二材料層32的其它部分相比，第二材料層32 的其中形成第二氧化區域42的部分的極化可以減小。在圖45中，第二氧化區域42的極化電荷量小於第二材料層32的其餘部分的極化電荷量，這可以表明第二氧化區域42的極化與第二材料層32的其餘部分相比減小了。儘管沒有示出，為了形成圖4的HEMT，在形成第二氧化區域42之後，在形成柵極電極36之前，如圖4所示，覆蓋第二氧化區域42的絕緣層40可以形成在源極電極34S與漏極電極34D之間的第二材料層32上，然後柵極電極36可以形成在絕緣層40上。圖46-圖52是示出根據示例實施例製造圖5和圖6的HEMT的方法的截面圖。參照圖46，源極電極34S和漏極電極34D可以形成在第二材料層32上以彼此間隔開。掩模 M4可以形成在第二材料層32上，掩模M4覆蓋源極電極34S和漏極電極34D。掩模M4可以暴露第二材料層32的在源極電極34S與漏極電極34D之間的第二區域32B。第一氧化區域 38和第二氧化區域42可以形成在第二區域32B中。參照圖47，可以在第二區域32B上進行氧處理80。氧處理80可以與圖35的氧處理60相同或相似。參照圖48，通過進行氧處理80，第十七氧化區域92可以形成在第二材料層32的第二區域32B中。掩模M4可以被去除。第十七氧化區域92可以形成至圖5的第二氧化區域42的深度。第十七氧化區域92的極化性可以小於第二材料層32的極化性。 如圖48所示，第十七氧化區域92和第二材料層32的其餘部分的極化電荷量可以不同。參照圖49，掩模M5可以形成在第二材料層32上，掩模M5覆蓋源極電極34S和漏極電極34D，並覆蓋第十七氧化區域92的一部分。第十七氧化區域92的被掩模M5覆蓋的部分可以對應於圖5的第二氧化區域42。掩模M5可以暴露第十七氧化區域92的一部分， 該部分對應於圖5的第一氧化區域38。可以在第十七氧化區域92的暴露部分上進行氧處理90。氧處理90可以在例如比圖47的氧處理80更高的功率下進行。參照圖50，第一氧化區域38可以形成在第十七氧化區域92的暴露部分中，第一氧化區域38可以延伸至比第十七氧化區域92更大的深度。由於第一氧化區域38的形成，可以降低第一氧化區域38的極化並可以減小第一氧化區域38之下的第一材料層30的2DEG 溝道㈠中包含的電子的濃度。氧處理90可以與圖35的氧處理60相同或相似，並可以使用與圖35的氧處理60相同或相似的功率。通過進行圖47和圖49的氧處理80和90，臺階狀的氧化區域38+92可以形成在第二材料層32中。第十七氧化區域92的被掩模M5覆蓋的部分可以用作LDD區域。參照圖51，柵極電極36可以形成在第一氧化區域38上。柵極電極36可以通過使用與用於形成圖38的柵極材料層37的方法相同或相似的方法形成。參照圖52，在形成圖 46的掩模M4之前，絕緣層40可以形成在源極電極34S與漏極電極34D之間的第二材料層 32上。可以根據圖47-圖51進行隨後的操作，從而製造圖6的HEMT。圖7-圖21的HEMT可以通過使用與參照圖35-圖51描述的方法相同或相似的方法製造，除了溝道增加層44或絕緣層M可以形成在第二材料層32上，溝道增加層44和/ 或第二材料層32可以被氧化以及絕緣層M和/或第二材料層32可以被氧化之外。省略製造圖7-圖21的HEMT的方法的詳細描述。圖22-圖25的HEMT可以通過與參照圖35-圖51描述的方法相同或相似的方式來製造，除了第三材料層101和絕緣層M可以依次形成在第二材料層32上，或者第三材料層101、溝道增加層44和絕緣層40可以依次形成在第二材料層32上，以及溝道增加層44 和絕緣層M可以一起被氧化之外。省略製造圖22-圖25的HEMT的方法的詳細描述。圖沈和圖28-圖32的HEMT可以通過與參照圖22-圖25描述的方法相同或相似的方式製造，除了第一材料層30和第二材料層32可以顛倒以及第三材料層101和第二材料層32可以由相同的材料形成之外。省略對製造圖沈和圖28-圖32的HEMT的方法的詳細描述。圖27、圖33和圖34的HEMT可以通過與參照圖26、圖四和圖32描述的方法相同或相似的方式製造，除了第五材料層301可以進一步形成在第四材料層201上之外。省略對製造圖27、圖33和圖34的HEMT的方法的詳細描述。圖53-圖56是示出對根據示例實施例的不包括絕緣層和溝道增加層的HEMT進行氧處理的模擬結果的曲線圖。參照圖53-圖56，水平軸為施加的電壓，豎直軸為基於施加電壓的漏極電流(Id)。氧處理通過使用化等離子體進行。圖53示出沒有進行氧處理的結果。 56分別示出氧處理進行一分鐘、兩分鐘和三分鐘的情形的結果。與圖53-圖56 相比，隨著用於進行氧處理的時間周期增加，閾值電壓可以增大。該結果表明，隨著用於進行氧處理的時間周期增加，HEMT的擊穿電壓可以增大，第二材料層32的極化性可以減小， 並且氧可以在第二材料層32的氧化區域中用作受主。圖57和圖58是示出對根據示例實施例的包括絕緣層40或M的MIS-HEMT進行氧處理的模擬結果的曲線圖。Al2O3層用作絕緣層40或Μ。氧處理使用O2等離子體方法。 在圖57和圖58中，水平軸為施加的電壓，豎直軸為基於施加電壓的漏極電流(Id)。圖57示出具有3nm的厚度的Al2O3層用作絕緣層40或M並且沒有進行氧處理的情形的結果。圖58示出在具有3nm的厚度的Al2O3層用作絕緣層40或M並且氧處理通過使用A等離子體方法在200W的功率對Al2O3層進行約兩分鐘的情形的結果。參照圖57和圖58，當形成Al2O3層並對Al2O3層進行氧處理時，HEMT的閾值電壓可以增大。該結果表明， 當形成絕緣層40或M並對絕緣層40或M進行氧處理時，HEMT的擊穿電壓可以增大。圖59-圖61是示出對根據示例實施例的包括溝道增加層的HEMT進行氧處理的模擬結果的曲線圖。SiN層用作溝道增加層44。氧處理通過使用O2等離子體方法進行。在圖59-圖61中，水平軸為施加的電壓，豎直軸為基於施加電壓的漏極電流(Id)。圖59示出HEMT不包括溝道增加層44的情形的結果。圖60示出具有9nm的厚度的SiN層用作溝道增加層44並且不進行氧處理的情形的結果。圖61示出具有9nm的厚度的SiN層用作溝道增加層44並且對溝道增加層44進行三分鐘氧處理的情形的結果。對比圖59-圖61，溝道增加層44可以增大HEMT的導通電流(例如，閾值電壓可以減小)。在對溝道增加層44進行氧處理之後，閾值電壓可以恢復到沒有形成溝道增加層44 時的閾值電壓。結果，當進行氧處理時，可以抑制溝道增加層44的作用。儘管已經具體示出並描述了示例實施例，但是本領域普通技術人員將理解，可以在形式和細節上進行變化，而不背離權利要求書的精神和範圍。
權利要求
1.一種高電子遷移率電晶體，包括溝道層；溝道提供層，配置為在所述溝道層中感生二維電子氣溝道；源極電極、柵極電極和漏極電極，在所述溝道層和所述溝道提供層上；以及氧處理區域，包括所述電晶體的至少所述溝道提供層的部分，該氧處理區域鄰近所述柵極電極。
2.如權利要求1所述的高電子遷移率電晶體，其中所述氧處理區域是在所述柵極電極與所述溝道層之間的第一氧處理區域和在所述漏極電極與所述柵極電極之間的第二氧處理區域中的至少一個，並且所述第一氧處理區域和所述第二氧處理區域中的所述至少一個包括所述溝道提供層的一部分。
3.如權利要求1所述的高電子遷移率電晶體，還包括溝道增加層和絕緣層中的至少一個，在所述溝道提供層上。
4.如權利要求3所述的高電子遷移率電晶體，其中所述溝道增加層和所述絕緣層中的所述至少一個包括所述氧處理區域，以及所述溝道增加層包括IV族半導體、IV族半導體的化合物、η型半導體和電介質材料中的一種。
5.如權利要求3所述的高電子遷移率電晶體，其中所述溝道增加層和所述絕緣層中的所述至少一個包括所述氧處理區域，並且所述絕緣層包括A1203、SiO2和SiN之一。
6.如權利要求2所述的高電子遷移率電晶體，其中所述氧處理區域包括所述第一氧處理區域和所述第二氧處理區域，並且所述第二氧處理區域的深度和氧濃度中至少其一小於所述第一氧處理區域的深度和氧濃度中對應的一個。
7.如權利要求3所述的高電子遷移率電晶體，其中所述氧處理區域的至少部分被所述絕緣層覆蓋。
8.如權利要求2所述的高電子遷移率電晶體，還包括第一半導體層，具有比所述溝道提供層的極化性小的極化性，所述第一半導體層在所述柵極電極與所述溝道提供層之間，其中所述第一氧處理區域和所述第二氧處理區域中的至少一個包括所述第一半導體層的一部分。
9.如權利要求8所述的高電子遷移率電晶體，還包括第二半導體層，具有比所述溝道層的極化性大的極化性，所述溝道層在所述第二半導體層與所述柵極電極之間。
10.如權利要求1所述的高電子遷移率電晶體，還包括半導體層，具有比所述溝道層的極化性大的極化性，所述溝道層在所述半導體層與所述柵極電極之間。
11.如權利要求3所述的高電子遷移率電晶體，還包括半導體層，具有比所述溝道提供層的極化性小的極化性，所述半導體層在所述溝道增加層和所述絕緣層中的所述至少一個與所述溝道提供層之間，其中所述氧處理區域的至少部分包括所述溝道增加層和所述絕緣層中的所述至少一個和所述半導體層兩者的一部分。
12.如權利要求3所述的高電子遷移率電晶體，還包括半導體層，具有比所述溝道層的極化性大的極化性，所述溝道層在所述半導體層與所述柵極電極之間。
13.—種製造高電子遷移率電晶體的方法，該方法包括 在襯底上形成溝道層；在所述溝道層上形成溝道提供層以在所述溝道層中感生二維電子氣溝道； 在所述溝道提供層上形成源極電極和漏極電極，所述源極電極和所述漏極電極彼此間隔開；在所述源極電極與所述漏極電極之間的所述溝道提供層中形成氧處理區域；以及在所述溝道提供層的位於所述氧處理區域與所述源極電極之間的區域和所述氧處理區域中的至少一個上形成柵極電極。
14.如權利要求13所述的方法，其中形成所述氧處理區域包括形成第一氧處理區域和第二氧處理區域，所述第一氧處理區域和所述第二氧處理區域的深度和氧濃度中至少之一彼此不同。
15.如權利要求14所述的方法，其中形成所述氧處理區域包括形成所述第一氧處理區域和所述第二氧處理區域以彼此部分交疊。
16.如權利要求13所述的方法，還包括在形成所述柵極電極之前，在所述溝道提供層上形成溝道增加層和絕緣層中的至少一個。
17.如權利要求16所述的方法，其中形成所述溝道增加層和所述絕緣層中的所述至少一個包括形成所述溝道增加層，並且所述溝道增加層包括IV族半導體、IV族半導體的化合物、η型半導體和電介質材料之
18.如權利要求16所述的方法，其中形成所述溝道增加層和所述絕緣層中的所述至少一個包括形成所述絕緣層，並且所述絕緣層包括A1203、SiO2和SiN之一。
19.如權利要求14所述的方法，其中所述第二氧處理區域的深度和氧濃度中至少其一小於所述第一氧處理區域的深度和氧濃度中對應的一個，並且形成所述柵極電極包括在所述第一氧處理區域上形成所述柵極電極。
20.如權利要求13所述的方法，還包括在形成所述柵極電極之前，在所述溝道提供層上形成具有比所述溝道提供層的極化性小的極化性的第一半導體層，其中形成所述氧處理區域包括穿過所述半導體層形成所述氧處理區域。
21.如權利要求20所述的方法，還包括形成具有比所述溝道層的極化性大的極化性的第二半導體層， 其中形成所述溝道層包括在所述第二半導體層上形成所述溝道層。
22.如權利要求16所述的方法，還包括在形成所述溝道增加層和所述絕緣層中的所述至少一個之前，在所述溝道提供層上形成具有比所述溝道提供層的極化性小的極化性的第一半導體層。
23.如權利要求22所述的方法，還包括形成具有比所述溝道層的極化性大的極化性的第二半導體層， 其中形成所述溝道層包括在所述第二半導體層上形成所述溝道層。
24.如權利要求13所述的方法，其中形成所述氧處理區域包括通過使用化等離子體、 O2退火、O3、紫外氧化、0基團和0注入之一來形成所述氧處理區域。
全文摘要
本發明提供了高電子遷移率電晶體(HEMT)及其製造方法。HEMT可以包括源極電極；柵極電極；漏極電極；溝道形成層，包括至少二維電子氣(2DEG)溝道；溝道提供層，用於在溝道形成層中形成2DEG溝道，溝道提供層的一部分包括第一氧處理區域。溝道提供層可以包括從第一氧處理區域朝向漏極電極延伸的第二氧處理區域，第二氧處理區域的深度和氧濃度可以小於第一氧處理區域的深度和氧濃度。
文檔編號H01L29/778GK102237404SQ20111011354
公開日2011年11月9日 申請日期2011年5月4日 優先權日2010年5月4日
發明者黃仁俊 申請人:三星電子株式會社