本發(fā)明涉及一種Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件及其制作方法，特別涉及一種采用離子注入實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型GaN HEMT的方法，屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，

背景技術(shù)：

HEMT器件(高電子遷移率晶體管)是充分利用半導(dǎo)體的異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)形成的二維電子氣而制成的，與其他材料(如AlGaAs/GaAs)制成的HEMT相比，Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體由于壓電極化和自發(fā)極化效應(yīng)，在AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)構(gòu)上(Heterostructure)，能夠形成高濃度的二維電子氣。所以在使用AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)制成的HEMT器件中，勢(shì)壘層AlGaN一般不需要進(jìn)行摻雜。另外，Ⅲ族氮化物具有大的禁帶寬度、較高的飽和電子漂移速度、高的臨界擊穿電場(chǎng)和極強(qiáng)的抗輻射能力等特點(diǎn)，能夠滿下一代電力電子系統(tǒng)對(duì)功率器件更大功率、更高頻率、更小體積和更高溫度的工作的要求，在電力電子器件方面具有非常好的應(yīng)用前景。

現(xiàn)有的Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體HEMT器件作為高頻器件或者高壓大功率開(kāi)關(guān)器件使用時(shí)，特別是作為功率開(kāi)關(guān)器件時(shí)，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型HEMT器件是非常有必要的。目前主要的方法有薄的勢(shì)壘層、凹柵結(jié)構(gòu)、P型蓋帽層和F等離子體處理等技術(shù)。但是每一種技術(shù)都存在自身的不足。世界上首枚增強(qiáng)型HEMT器件是采用較薄的勢(shì)壘層來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種方法不使用刻蝕工藝，所以帶來(lái)的損傷小，但是由于較薄的勢(shì)壘層，器件的飽和電流較小。為了解決這個(gè)問(wèn)題，在薄勢(shì)壘層增強(qiáng)型HEMT基礎(chǔ)上出現(xiàn)了凹柵結(jié)構(gòu)，凹柵結(jié)構(gòu)解決了飽和電流較小的問(wèn)題，但是一般的HEMT器件之中勢(shì)壘層只有20-30nm，采用刻蝕工藝形成凹柵結(jié)構(gòu)的工藝難于控制，重復(fù)性較差。P型蓋帽層不需要刻蝕工藝，但是產(chǎn)生界面態(tài)， 影響器件的穩(wěn)定性。F等離子處理也能實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型HEMT器件，并且不需要刻蝕，但是注入F離子的過(guò)程中，由于等離子體的存在，會(huì)產(chǎn)生刻蝕勢(shì)壘層的現(xiàn)象，并且由于等離子體中存在多種離子，在實(shí)驗(yàn)中控制較難，如果直接采用離子注入機(jī)將F離子注入到勢(shì)壘層，由于勢(shì)壘層只有20-30nm左右，并且一般離子注入機(jī)的注入能量較高，所以注入的F離子通過(guò)勢(shì)壘層AlGaN進(jìn)入GaN緩沖層，嚴(yán)重影響二維電子氣的遷移率，使器件在開(kāi)啟的狀態(tài)下，源漏電流較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型的Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件及其制作方法，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件，包括源電極、漏電極、柵電極以及異質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述源電極與漏電極通過(guò)形成于異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的二維電子氣電連接，所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體，所述第二半導(dǎo)體形成于第一半導(dǎo)體表面，并具有寬于第一半導(dǎo)體的帶隙，所述第一半導(dǎo)體設(shè)置于源電極和漏電極之間，所述柵電極設(shè)于第二半導(dǎo)體表面；

其特征在于所述第二半導(dǎo)體內(nèi)還包含：

經(jīng)離子注入工藝對(duì)第二半導(dǎo)體的局部區(qū)域進(jìn)行處理而生成的、用以耗盡柵下的二維電子氣的P型摻雜區(qū)，所述P型摻雜區(qū)分布于柵電極下方，并位于第一半導(dǎo)體上方，

其中，所述柵電極包括：

與第二半導(dǎo)體形成肖基特接觸的、作為離子注入能量吸收層的第一柵電極材料層，

以及，疊設(shè)在第一柵電極材料層上的第二柵電極材料層。

進(jìn)一步的，所述柵電極設(shè)置于第二半導(dǎo)體表面并靠近源電極一側(cè)。

進(jìn)一步的，所述第二半導(dǎo)體和柵電極之間還設(shè)有絕緣介質(zhì)層。

其中，所述絕緣介質(zhì)層的材料可選自但不限于Al₂O₃、Si₃N₄或SiO₂等。

進(jìn)一步的，所述柵電極設(shè)置在絕緣介質(zhì)層表面，并分布于源極和漏極之間 且靠近源極一側(cè)，同時(shí)所述柵電極還與所述絕緣介質(zhì)層和第二半導(dǎo)體形成金屬-絕緣層-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)(MIS結(jié)構(gòu))。

一種Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件的制作方法，包括：

提供Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括主要由第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述第二半導(dǎo)體形成于第一半導(dǎo)體表面，并具有寬于第一半導(dǎo)體的帶隙；

在所述第二半導(dǎo)體表面形成與第二半導(dǎo)體肖基特接觸的第一柵電極材料層，

或者，在所述第二半導(dǎo)體表面設(shè)置絕緣介質(zhì)層，并在絕緣介質(zhì)層上形成第一柵電極材料層；

自所述第一柵電極材料層表面向第二半導(dǎo)體內(nèi)注入離子，從而在所述第二半導(dǎo)體內(nèi)形成用以耗盡所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)的相應(yīng)溝道中二維電子氣的P型摻雜區(qū)；

在所述第一柵電極材料層上設(shè)置第二柵電極材料層，形成柵電極。

進(jìn)一步的，僅在位于柵電極下方的第二半導(dǎo)體的局部區(qū)域內(nèi)分布有P型摻雜區(qū)。

進(jìn)一步的，當(dāng)未在柵電極上施加電壓或施加于柵電極的電壓低于一閾值電壓時(shí)，所述HEMT器件處于斷開(kāi)狀態(tài)，而當(dāng)施加于柵電極的電壓超過(guò)一閾值電壓時(shí)，在位于柵電極下方的第一半導(dǎo)體中會(huì)積累電子形成導(dǎo)電通道，從而使所述HEMT器件處于開(kāi)啟狀態(tài)。

進(jìn)一步的，在所述離子注入摻雜區(qū)內(nèi)注入的離子可選自但不限于F離子或氮離子，優(yōu)選采用F離子。

進(jìn)一步的，注入的F離子的濃度越大，所述器件的閾值電壓越高。

進(jìn)一步的，所述源電極和漏電極分別與電源的低電位和高電位連接。

進(jìn)一步的，所述第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體均采用Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體。

例如，所述第一半導(dǎo)體可以采用AlGaN層，優(yōu)選的，其厚度為14nm-30nm，進(jìn)一步的，其中Al元素的摩爾含量?jī)?yōu)選為20％-30％。

例如，所述第二半導(dǎo)體可以采用GaN層，優(yōu)選的，其厚度為1μm-3μm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：

(1)本發(fā)明的Ⅲ族氮化物HEMT器件(以下簡(jiǎn)稱“器件”)具有良好的增強(qiáng)型特性。本發(fā)明采用離子注入，由于注入的F離子具有較強(qiáng)的負(fù)電性，會(huì)耗盡下端的二維電子氣，在柵電壓沒(méi)有達(dá)到閾值電壓時(shí)，源電極和漏電極斷開(kāi)，器件處于斷開(kāi)狀態(tài)。只有對(duì)柵電極施加足夠高的正向電壓時(shí)，才能使柵下積累電荷，最后導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型工作方式。

(2)本發(fā)明器件的閾值電壓具有良好的調(diào)控性。本發(fā)明的器件由于在工藝實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，可以利用不同的注入能量和注入劑量，從而改變柵下AlGaN勢(shì)壘層中注入離子(如，F(xiàn)離子)的濃度。不同的F離子濃度，會(huì)產(chǎn)生不同的閾值電壓，一般情況下，注入離子(如，F(xiàn)離子)的濃度越大，器件的閾值電壓越高。

(3)本發(fā)明器件具有較高的電流密度。由于本發(fā)明中采用F離子注入，注入的F離子只限于柵下的第二半導(dǎo)體(如，AlGaN)內(nèi)，第一半導(dǎo)體(如，GaN溝道層)的晶體質(zhì)量受注入離子(如，F(xiàn)離子)的影響較小，二維電子氣的遷移率減少較少。

(4)本發(fā)明器件的制作工藝簡(jiǎn)單、成熟，重復(fù)性好。本發(fā)明器件制作方法中的工藝步驟均比較成熟，而且工藝流程也相對(duì)簡(jiǎn)單，成本低，完全與成熟的耗盡型AlGaN/GaN HEMT器件制備工藝兼容，另外，前述離子注入可采用常規(guī)離子注入機(jī)進(jìn)行，而無(wú)需其它特殊設(shè)備和特殊操作。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有HEMT器件的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是現(xiàn)有HEMT器件處于關(guān)斷狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是本發(fā)明一實(shí)施方案中一種Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施方案中一種采用離子注入實(shí)現(xiàn)Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件的示意圖；

圖5是本發(fā)明一實(shí)施方案中一種增強(qiáng)型HEMT器件處于關(guān)斷狀態(tài)的示意圖；

圖6是本發(fā)明一實(shí)施方案中一種增強(qiáng)型HEMT器件處于開(kāi)啟狀態(tài)的示意圖；

圖7是本發(fā)明一實(shí)施方案中一種采用離子注入實(shí)現(xiàn)Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型 MIS-HEMT器件的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖標(biāo)記說(shuō)明：襯底1、第一半導(dǎo)體2、第二半導(dǎo)體3、源電極4、柵電極5、漏電極6、二維電子氣7、柵下區(qū)域8、P型摻雜區(qū)9、柵介質(zhì)層10。

具體實(shí)施方式

參閱圖1，普通HEMT器件(以AlGaN/GaN器件為例)一般在柵電極5施加零偏壓或者沒(méi)有加偏壓時(shí)，漏電極6和源電極4都與二維電子氣7相連接，所以器件的漏電極6和源電極4是導(dǎo)通的，器件處于開(kāi)啟狀態(tài)，一般稱這種器件為耗盡型HEMT器件，也可以稱作常開(kāi)型HEMT器件。

在本發(fā)明中，源電極、漏電極、柵電極亦可分別被簡(jiǎn)稱為源極、漏極和柵極。

參閱圖2，為了使器件處于斷開(kāi)狀態(tài)，必須使漏電極6和源電極4之間的二維電子氣7耗盡或者某個(gè)區(qū)域的二維電子氣耗盡?？梢酝ㄟ^(guò)在柵電極5施加一定的電壓實(shí)現(xiàn)，當(dāng)柵電極5加負(fù)偏壓達(dá)到Vg<Vth時(shí)(Vth為器件的閾值電壓，對(duì)于普通HEMT器件一般Vth為負(fù)值)，可以耗盡柵下區(qū)域8的二維電子氣，從而使器件處于關(guān)斷狀態(tài)。這種器件在實(shí)際電路應(yīng)用過(guò)程中由于只有在柵電極5施加負(fù)偏壓時(shí)，器件才能關(guān)斷，與增強(qiáng)型器件相比，增加了器件的功耗，并且系統(tǒng)的安全性較差。

鑒于前述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提出了一種Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件及其制作方法。

概括的講，本發(fā)明主要是從工藝步驟上做調(diào)整，通過(guò)采用多次沉積柵金屬和F離子注入的方式實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型GaN HEMT器件，其可以有效的降低工藝難度，并且具有工藝可控，重復(fù)性好等特點(diǎn)。

在本發(fā)明的一實(shí)施方案中，該Ⅲ族氮化物增強(qiáng)型HEMT器件包括源電極、漏電極、柵電極以及異質(zhì)結(jié)構(gòu)，所述源電極與漏電極通過(guò)形成于異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的二維電子氣電連接，所述異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括第一半導(dǎo)體和第二半導(dǎo)體，所述第二半導(dǎo)體形成于第一半導(dǎo)體表面，并具有寬于第一半導(dǎo)體的帶隙，所述第一半導(dǎo)體設(shè)置于源電極和漏電極之間，所述柵電極設(shè)于第二半導(dǎo)體表面，其中所述第二 半導(dǎo)體內(nèi)還包含：

經(jīng)離子注入工藝對(duì)第二半導(dǎo)體的局部區(qū)域進(jìn)行處理而生成的，用以耗盡柵下的二維電子氣的P型摻雜區(qū)，所述P型摻雜區(qū)分布于柵電極下方，并位于第一半導(dǎo)體上方，

其中，所述柵電極包括：

與第二半導(dǎo)體形成肖基特接觸的、并作為離子注入的能量吸收層的第一柵電極材料層，

以及，疊設(shè)在第一柵電極材料層上的第二柵電極材料層。

而在一典型的實(shí)施方案中，請(qǐng)參閱圖3，其涉及的器件可以包括襯底、過(guò)渡層(圖中未示出)、GaN緩沖層(第一半導(dǎo)體)、AlGaN勢(shì)壘層(第二半導(dǎo)體)、器件兩端分別為源極和漏極、在源電極和漏電極之間靠近源電極的一側(cè)是第一柵電極材料層(亦可稱為第一柵金屬層)和第二柵電極材料層(亦可稱為第二柵金屬層)，在柵電極的下方存在一個(gè)F離子注入?yún)^(qū)。其中，通過(guò)注入在柵下AlGaN中的氟離子，耗盡柵下的二維電子氣，使柵電極在零偏壓下，器件的源和漏電極處于斷開(kāi)狀態(tài)，形成增強(qiáng)型HEMT器件。

進(jìn)一步的，前述第一柵金屬層設(shè)置于AlGaN半導(dǎo)體表面靠近源電極一側(cè)，并與AlGaN半導(dǎo)體形成肖基特接觸，第一層?xùn)烹姌O在離子注入時(shí)可以有效吸收F離子能量，使F離子注入到AlGaN中，不進(jìn)入緩沖層GaN中。

所述的離子注入?yún)^(qū)域只限于柵下AlGaN半導(dǎo)體中，其柵下的GaN半導(dǎo)體不受注入的影響。

所述的離子注入能量可以通過(guò)第一層?xùn)沤饘俚暮穸群碗x子阻擋能力確定。

而該增強(qiáng)型HEMT器件的制作方法可以包括如下步驟：

(1)在反應(yīng)室中對(duì)襯底表面進(jìn)行處理；

(2)在襯底上外延生長(zhǎng)AlGaN/GaN外延層，其中GaN的厚度為1μm-3μm，AlGaN的厚度為14nm-30nm，其中Al元素的摩爾含量為20％-30％；

(3)進(jìn)行臺(tái)面隔離，可以采用離子注入或等離子體刻蝕；

(4)通過(guò)光刻和金屬沉積，退火后形成歐姆接觸，分別為源電極和漏電極；

(5)通過(guò)光刻和金屬沉積，生長(zhǎng)第一柵金屬層，柵金屬的厚度要嚴(yán)格控制， 形成有效的能量吸收層，一般第一層?xùn)沤饘倏梢圆捎肗i金屬，如果注入能量較大，也可以使用Ni/Au雙層金屬作為第一層?xùn)沤饘?，厚度一般在幾十納米之間，具體厚度由注入能量確定。

(6)使用離子注入機(jī)，進(jìn)行F離子注入，注入的劑量和能量根據(jù)第一柵金屬層的厚度和材料及閾值電壓確定，最后計(jì)算出AlGaN中F離子的含量，一般在10E12數(shù)量級(jí)左右，注入能量在幾萬(wàn)電子伏特不等；

(7)沉積第二柵金屬層，并通過(guò)電子束進(jìn)行加厚電極，完成器件的制作。

再請(qǐng)參閱圖4，在一更為具體的實(shí)施方案中，該HEMT器件的源電極4、漏電極6位于兩側(cè)，在靠近源電極4一側(cè)的第二半導(dǎo)體3(如，AlGaN層)表面有一柵電極(其具有雙層結(jié)構(gòu)，請(qǐng)參閱圖3)，使用F離子注入工藝，在柵電極的下方的第二半導(dǎo)體3中形成P型摻雜區(qū)9，P型摻雜區(qū)9會(huì)耗盡刪下的二維電子氣8，從而使漏電極6和源電極4之間關(guān)斷。因此，這種器件稱為增強(qiáng)型HEMT或者常關(guān)型HEMT器件。

再請(qǐng)參閱圖5，在增強(qiáng)型HEMT器件中，閾值電壓Vth為正值，當(dāng)柵電壓Vg<Vth時(shí)，由于柵下的P型摻雜區(qū)9將柵下的二維電子氣8耗盡，所以器件處于斷開(kāi)狀態(tài)。

參閱圖6，在本發(fā)明通過(guò)摻雜實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型HEMT器件中，當(dāng)柵電壓Vg>Vth時(shí)，這是柵下區(qū)域8會(huì)積累電子，積累的電子形成新的導(dǎo)通溝道，使漏電極6和源電極4導(dǎo)通。

這種通過(guò)柵電極施加正的電壓時(shí)，器件才處于導(dǎo)通狀態(tài)，屬于常關(guān)型器件，有效的解決了傳統(tǒng)HEMT器件在功耗和安全性的問(wèn)題，并且與傳統(tǒng)的HEMT器件形成互補(bǔ)，可以有效的降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的技術(shù)方案也可應(yīng)用于MIS-HEMT(金屬-絕緣層-半導(dǎo)體HEMT)，其結(jié)構(gòu)包括：源、漏、柵電極，以及異質(zhì)結(jié)構(gòu)，源、漏電極為歐姆接觸，并且與異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的二維電子氣相連接，通過(guò)柵電極電壓的變化控制柵下二維電子氣，從而控制源和漏的開(kāi)啟和斷開(kāi)。同樣的，異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括兩種半導(dǎo)體，分別為第一、第二半導(dǎo)體，第二半導(dǎo)體形成于第一半導(dǎo)體表面，并具有寬于第一半導(dǎo)體的帶隙，在第二半導(dǎo)體的表面覆蓋介質(zhì)層(例如：采用Atom Layer Deposition制作的Al₂O₃)，柵電極設(shè)置于第二半導(dǎo)體表面靠近源電極一側(cè)，并與第二半導(dǎo)體形成肖基特接觸，在柵下的第二半導(dǎo)體通過(guò)F離子注入方式進(jìn)行摻雜，從而改變其導(dǎo)電類(lèi)型。摻雜引起柵下的二維電子氣耗盡，因此，當(dāng)源漏加一定電壓時(shí)，由于柵下的二維電子氣耗盡，沒(méi)有電流流過(guò)源漏兩個(gè)電極，器件處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)柵電極加正電壓時(shí)，柵下積累電荷，源漏導(dǎo)通，器件處于開(kāi)啟狀態(tài)。有效的實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型MIS-HEMT。

更為具體的，請(qǐng)參閱圖7，該器件的源電極4、漏電極6位于兩側(cè)，在靠近源電極4一側(cè)的第二半導(dǎo)體3(如，AlGaN層)表面有一柵電極，在沉積柵電極之前，使用離子注入工藝，在柵電極的下方的第二半導(dǎo)體3中形成P型摻雜區(qū)9，P型摻雜區(qū)9會(huì)耗盡刪下的二維電子氣8，從而使漏電極6和源電極4之間關(guān)斷。在表面沉積一層?xùn)沤橘|(zhì)層，然后在介質(zhì)層10上，二維電子氣的耗盡區(qū)8的正上方沉積柵金屬，形成增強(qiáng)型MIS-HEMT或者常關(guān)型MIS-HEMT器件。

以上對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行了概述，為了使公眾能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以基于AlGaN/GaN異質(zhì)結(jié)的器件為例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1再請(qǐng)參考圖3和圖4，該HEMT具有：第一半導(dǎo)體2(GaN)、和形成在第一半導(dǎo)體2上的第二半導(dǎo)體3(AlGaN)。第一半導(dǎo)體2未進(jìn)行特意摻雜。在第二半導(dǎo)體3中可以摻入n型雜質(zhì)，也可以不進(jìn)行摻雜。第二半導(dǎo)體3的帶隙比第一半導(dǎo)體2的帶隙更寬。第二半導(dǎo)體3的厚度約為15至30nm。第一半導(dǎo)體2和第二半導(dǎo)體3形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，在界面處形成二維電子氣(2DEG)。

該HEMT具有按間隔距離分離配置的漏電極6和源電極4。漏電極6與源電極4貫穿第二半導(dǎo)體3延伸到第一半導(dǎo)體2，與溝道中的二維電子氣相連接。漏電極6和源電極4是由多層金屬(如：Ti/Al/Ti/Au或者Ti/Al/Ni/Au等)通過(guò)快速高溫退火形成歐姆接觸。

進(jìn)一步的，該HEMT的柵下進(jìn)行P型摻雜，摻雜的技術(shù)優(yōu)選為F離子注入，注入的離子為可以把第二半導(dǎo)體3變?yōu)镻型半導(dǎo)體。形成的P型半導(dǎo)體會(huì)耗盡柵下的二維電子氣，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型HEMT。

該HEMT的工作原理如下：參閱圖5，在增強(qiáng)型HEMT器件中，閾值電壓 Vth為正值，當(dāng)柵電壓Vg<Vth時(shí)，由于柵下的P型摻雜區(qū)9將柵下的二維電子氣8耗盡，所以器件處于斷開(kāi)狀態(tài)。

參閱圖6，在本發(fā)明通過(guò)摻雜實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型HEMT器件中，當(dāng)柵電壓Vg>Vth時(shí)，這是柵下區(qū)域8會(huì)積累電子，積累的電子形成新的導(dǎo)通溝道，使漏電極6和源電極4導(dǎo)通，器件處于開(kāi)啟狀態(tài)。

實(shí)施例2該MIS-HEMT具有：第一半導(dǎo)體2(GaN)、和形成在第一半導(dǎo)體2上的第二半導(dǎo)體3(AlGaN)。第一半導(dǎo)體2未進(jìn)行特意摻雜。在第二半導(dǎo)體3中可以摻入n型雜質(zhì)，也可以不進(jìn)行摻雜。第二半導(dǎo)體3的帶隙比第一半導(dǎo)體2的帶隙更寬。第二半導(dǎo)體3的厚度約為15至30nm。第一半導(dǎo)體2和第二半導(dǎo)體3形成異質(zhì)結(jié)構(gòu)，在界面處形成二維電子氣(2DEG)。

該MIS-HEMT具有按規(guī)定間隔分離配置的漏電極6和源電極4。漏電極6與源電極4貫穿第二半導(dǎo)體3延伸到第一半導(dǎo)體2，與溝道中二維電子氣相連接。漏電極6和源電極4是由多層金屬(如：Ti/Al/Ti/Au或者Ti/Al/Ni/Au等)通過(guò)快速高溫退火形成歐姆接觸。

該MIS-HEMT的柵下進(jìn)行P型摻雜，摻雜的技術(shù)優(yōu)選為F離子注入，注入的離子可以把第二半導(dǎo)體3變?yōu)镻型半導(dǎo)體，形成的P型半導(dǎo)體會(huì)耗盡柵下的二維電子氣，在表面沉積一層?xùn)沤橘|(zhì)層(例如：采用Atom Layer Deposition制作的Al₂O₃)，然后在該柵介質(zhì)層10上、二維電子氣的耗盡區(qū)8的正上方沉積柵金屬，形成增強(qiáng)型MIS-HEMT或者常關(guān)型MIS-HEMT器件。該MIS-HEMT的工作原理與本發(fā)明采用摻雜技術(shù)實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)型HEMT的工作原理相同，具體可以參考實(shí)施例1。

應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。