TWI514568B - 增強模式氮化鎵高電子遷移率電晶體元件及其製造方法 - Google Patents

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Description

增強模式氮化鎵高電子遷移率電晶體元件及其製造方法 發明領域
本發明與增強模式氮化鎵(GaN)高電子遷移率電晶體(HEMT)元件之領域有關。特別的是，本發明與用以提供一增強型HEMT元件的一方法及設備有關
 發明背景
氮化鎵(GaN)半導體元件是日益令人期待用作功率半導體元件，因為它們有能力荷載大電流且支持高電壓。此等元件的發展一般已針對高功率/高頻率應用。針對此等類型的應用而製造的元件是以顯示出高電子遷移率的一般元件結構為基礎，且是以各種方式被稱為異質接面場效電晶體(HFET)、高電子遷移率電晶體(HEMT)，或調變摻雜場效電晶體(MODFET)。
一個GaN HEMT元件包括具有至少兩個氮化物層的一氮化物半導體。形成於該半導體或形成於一緩衝層上的不同材料使該等層體具有不同的能帶間隙。相鄰氮化物層中的不同材料亦產生極化作用，其係在該二層體之該接面附近(特別是在具有較窄能帶間隙的該層體中)促成一傳導二維電子氣(2DEG)區。
產生極化作用的該等氮化物層通常包括鄰接於一GaN層之AlGaN的一阻障層以包括有該2DEG，該2DEG允許電荷流經該元件。此阻障層可以是經摻雜者或是不經摻雜者。因為該2DEG區在零閘極偏壓的情況下存在於該閘極之下，大多數氮化物元件通常是導通的或為空乏模式元件。若該2DEG區在外加零閘極偏壓的條件下於該閘極之下是耗乏的，(即，消除的)，則該元件可以是一增強模式元件。增強模式元件通常是不導通且是令人所期待的，因為它們提供了額外的安全性且因為它們較易於以簡單的、低成本的驅動電路來控制。一增強模式元件要求一正偏壓施加於該閘極以導通電流。
在習知的增強模式GaN電晶體中，該閘極金屬及該p型GaN材料或p型AlGaN材料是經由使用不同的光罩來界定。例如，第1圖(先前技術)顯示該閘極金屬及閘極p-GaN是經兩種不同的光罩來處理。第1圖說明一習知的增強模式GaN電晶體元件100，其包括可以是藍寶石或矽的基板101、數過渡層102、未經摻雜的GaN材料103、未經摻雜的AlGaN材料104、源極歐姆接觸金屬109、汲極歐姆接觸金屬110、p型AlGaN或p型GaN材料105、重摻雜的p型GaN材料106及閘極金屬111。
如第1圖所顯示的，該閘極金屬、p型GaN，或p型AlGaN材料是由兩個不同的光罩來界定。該第一遮罩是經由圖案化一硬遮罩且選擇性地生長該p型GaN或經由圖案化且蝕刻該p型GaN來被用以形成該p型GaN或p型AlGaN。該第二遮罩是經由圖案化且剝離該閘極金屬或經由圖案化且蝕刻該閘極金屬來被用以形成該閘極金屬。該二遮罩製程導致較光/蝕刻最小CD寬的閘極長度。此導致高閘極電荷、較寬的元件間距，及較高的Rdson(「導通電阻」)。該習知的製造方法還增加了製造成本。另一缺點是最高電場是位於朝向該汲極歐姆接觸金屬的該p型GaN材料或p型AlGaN材料閘極的角落處。此高電場會導致高閘極漏電流及一閘極可靠性風險。
所期待的是提供具有一自對準閘極的一增強模式GaN電晶體結構，其避免上文所提到的先前技術之缺點。亦受人期待的是提供一特徵來減輕該p型GaN或p型AlGaN之該閘極角落處的該高電場。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種增強模式GaN電晶體，其包含：一基板、數過渡層、包含一第Ⅲ族氮化物材料的一緩衝層、包含一第Ⅲ族氮化物材料的一阻障層、汲極及源極接觸、含有受體型摻雜元素的一閘極第Ⅲ-Ⅴ族化合物，及一閘極金屬，其中該閘極第Ⅲ-Ⅴ族化合物及該閘極金屬是用一單一光罩製程來形成以自對準。
圖式簡單說明
第1圖說明一習知的增強模式GaN電晶體的一截面圖。
第2圖說明依據本文所描述的本發明的一第一實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第3A-3E圖示意性地說明依據本發明之該第一實施例的一增強模式GaN HEMT元件之形成。
第4圖說明依據本發明的一第二實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第5A-5E圖示意性地說明依據本發明之該第二實施例的一增強模式GaN HEMT元件之形成。
第6圖說明依據本發明的一第三實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第7A-7F圖示意性地說明依據本發明之該第三實施例的一增強模式GaN HEMT元件之形成。
第8圖說明依據本發明的一第四實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第9圖說明依據本發明的一第五實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第10圖說明依據本發明的一第六實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第11圖說明依據本發明的一第七實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第12圖說明依據本發明的一第八實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
 較佳實施例之詳細說明
在以下詳細的說明中，提到了特定實施例。此等實施例被充分詳細地描述以使熟於此技者能夠將它們付諸實施。需理解的是可使用其他實施例且可做出各種結構上的、邏輯上的及電氣上的改變。
本發明是具有自對準的一閘極金屬材料及一經摻雜的GaN或AlGaN材料之一增強模式GaN HEMT元件，及用以製造此元件的一方法。該等材料是經由使用一單一光罩來圖案化及蝕刻，其降低了製造成本。此外，處於源極電位的一電場板是與汲極及源極歐姆接觸金屬一起被圖案化及蝕刻。該電場板減弱了此增強模式GaN HEMT元件之該閘極角落處的該電場。
參照第2及3A-3E圖，一第一實施例現在是被描述用以形成具有一自對準閘極的一增強模式GaN HEMT元件，其中全部圖式中相同參考編號是一致性地被用於相同特徵。第2圖說明藉由下文關於第3A-3E圖所描述的該方法所形成的一增強模式GaN HEMT元件200，其具有自對準的一閘極金屬17及一p型GaN材料15。元件200包括一矽基板11、數過渡層12、未經摻雜的GaN緩衝材料13、未經摻雜的AlGaN阻障材料14、p型GaN閘極層15、閘極金屬17、介電材料18、汲極歐姆接觸19及源極歐姆接觸20。該源極金屬20還作為在該閘極上且朝向該汲極接觸延伸的一電場板。層體13、14及15是由一第Ⅲ族氮化物材料所製成。一第Ⅲ族氮化物材料可以是由Inx Aly Ga1-x-y N所組成，其中x+y1。
第3A圖說明GaN HEMT元件之該EPI結構200a，其從下到上包括矽基板11、數過渡層12、未經摻雜的GaN緩衝材料13、未經摻雜的AlGaN阻障層14，及p型GaN閘極層15。該未經摻雜的GaN緩衝材料13較佳地具有大約0.5至大約5μm的一厚度。該未經摻雜的AlGaN阻障層14較佳地具有大約50至大約300的一厚度。該未經摻雜的AlGaN阻障層14包括該AlGaN材料之該金屬含量的大約百分之12至100的Al。該p型GaN閘極層15可具有大約100至大約2000的一厚度。此外，該p型GaN閘極層可具有介於每立方公分大約1018 至大約1021 個原子之間的一摻雜濃度。
如第3B圖中所顯示的，一閘極金屬17是被沈積於顯示於第3A圖中的該EPI結構上。可選擇地，該閘極金屬17可在EPI生長結束時生長。閘極金屬17可由一耐火金屬或其化合物製成，例如，鉭(Ta)、氮化鉭(TaN)、氮化鈦(TiN)、鈀(Pd)、鎢(W)、矽化鎢(WSi2 )。
隨後，一單一光罩是被用來圖案化且蝕刻該閘極金屬17及該p型GaN閘極層15，其導致顯示於第3C圖中的該結構。該閘極金屬17及該p型GaN閘極層15是藉由任何習知的技術來蝕刻，例如，電漿蝕刻，之後為一光阻剝離。該p型GaN閘極層15可以是蝕刻不足的，其在該閘極區外部留下大約0至大約10nm的該閘極材料。該閘極層15亦可以是過蝕刻的，其在該閘極區外部移除大約0至大約3nm的該阻障層14。在該過蝕刻情況下，該阻障層14在該閘極區外部比在該閘極區內薄大約0至大約3nm。
現在參照第3D圖，一介電材料18，諸如氮化矽(Si3 N4 )，是被沈積的。在該介電材料18的沈積之後，一接觸光罩是用來圖案化且蝕刻該介電材料18，之後為一光阻剝離，其導致顯示於第3D圖中的該結構。
現在參照第3E圖，歐姆接觸金屬是被沈積的。歐姆接觸金屬可由鈦(Ti)、鋁(Al)及一帽蓋金屬堆疊製成。在歐姆金屬沈積之後，一金屬遮罩是被用來圖案化且蝕刻該歐姆接觸金屬，其導致該汲極歐姆接觸19及該源極歐姆接觸20，如第3E圖中所顯示者。快速熱退火(RTA)是被執行以對AlGaN/GaN之2DEG形成歐姆接觸。該源極歐姆接觸金屬20是被提供於該閘極上且作為一電場板。其降低了離該汲極歐姆接觸19最近的該p型GaN材料閘極15的該角落處的該電場。
依據上述該方法，閘極金屬17及該p型GaN材料15是經由使用一單一光罩來被圖案化及蝕刻且從而自動地自對準。此降低了製造成本。最小閘極長度可以與光/蝕刻最小CD相同，從而使閘極電荷最小化。元件間距是被減小的，從而實現較低的RdsON 。因為該源極歐姆接觸金屬20是被作為一電場板來使用以減輕離該汲極歐姆接觸19最近的該p型GaN材料閘極角落處的該電場，實現了較低的閘極漏電流及閘極可靠性的改進。除此之外，處於源極電位的該電場板保護該閘極不受該汲極偏壓影響，使得閘極-汲極電荷(Qgd )減少。
參照第4及5A-5E圖，現在描述本發明的一第二實施例。第4圖說明藉由顯示於第5A-5E圖中的該方法所形成的一增強模式GaN HEMT元件200，其導致自對準的一閘極金屬17、一p型GaN閘極層15及一p型AlGaN材料21。第4圖中的元件200與第2及3A-3E圖中之元件200不同，因為其包括一額外的層體，即由p型AlGaN材料21形成的該層體。
第5A圖說明該EPI結構，從下到上包括矽基板11、數過渡層12、未經摻雜的GaN緩衝材料13、未經摻雜的AlGaN阻障材料14、p型AlGaN材料21及p型GaN材料15。該等各種層體之尺寸及成分是與該第一實施例者類似。p型AlGaN材料之該額外的層體較佳地具有大約20至大約300的一厚度，且包括該AlGaN材料之大約百分之12至大約百分之100含量的Al。
如第5B圖中所顯示的，像該第一實施例中一樣，一閘極金屬17是被沉積或生長在顯示於第5A圖中的該EPI結構上。
隨後，一單一光罩是被用來圖案化且蝕刻該閘極金屬17、該p型GaN材料15，及在此實例中還有該p型AlGaN材料21，其導致顯示於第5C圖中的該結構。
參照第5D圖，和之前一樣地，一介電質，氮化矽(Si3 N4 )，是被沈積的，且一接觸光罩是被用來圖案化且蝕刻該介電材料18，之後是一光阻剝離，其導致顯示於第5D圖中的該結構。
在第5E圖中，和之前一樣地，一歐姆接觸金屬是被沈積的，且一金屬遮罩是被用來圖案化且蝕刻該歐姆接觸金屬，其導致顯示於第5E圖中的該汲極歐姆接觸19及該源極歐姆接觸20。快速熱退火(RTA)是被執行以對AlGaN/GaN之2DEG形成歐姆接觸。
依據上述該方法，閘極金屬17、該p型GaN材料15及該p型AlGaN材料是經由使用一單一光罩來被圖案化及蝕刻且從而自對準，具有與該第一實施例相同的優勢。
參照第6及7A-7F圖，現在描述本發明的一第三實施例。本發明之此實施例與上述該第二實施例類似，但是在此實施例中該p型AlGaN材料21從該閘極向一汲極歐姆接觸19延伸。從該閘極向該汲極歐姆接觸19延伸的該p型AlGaN材料21的存在形成具有降低的2DEG密度的一區域。此進一步降低了位於該閘極角落處及位於該電場板之該角落處的該電場，其導致較高的崩潰電壓及減少的閘極-汲極電荷(Qgd )。
第7A-7C圖與上述第5A-5C圖類似。然而，在第7C圖中，一光罩僅被用來圖案化且蝕刻該閘極金屬17及該p型GaN材料15(且不圖案化及蝕刻該p型AlGaN材料21)，其導致顯示於第7C圖中的該自對準結構。接著，一光罩是被用來圖案化且蝕刻該p型AlGaN材料21成為顯示於第7D圖中的該圖案，使得該p-AlGaN材料21從該閘極向外延伸(在該等汲極接觸將被形成的方向上)。
現在參照第7E圖，該介電材料18，氮化矽(Si3 N4 )，像之前一樣地被圖案化且被蝕刻，且在第7F圖中，該歐姆接觸金屬是像之前一樣地被形成。
依據上述該方法，閘極金屬17及該p型GaN材料15是自對準的。此外，此實施例中從該閘極向汲極接觸延伸的該p型AlGaN材料的存在進一步降低了位於該閘極角落處及位於該電場板之該角落處的該電場，其導致較高的崩潰電壓及減少的閘極-汲極電荷(Qgd )。
參照第8圖，現在描述本發明的一第四實施例。本發明之此實施例與上述該第一實施例類似，只是該p型GaN材料15已被蝕刻使得該材料底部比該材料頂部寬10%以上，其導致數傾斜的邊緣。
為了完成p型GaN材料15之該等傾斜的邊緣，該蝕刻技術的化學作用是被改良的。在一較佳實施例中，電漿蝕刻是被使用的且該功率設定是經修改以控制該p型GaN材料之斜度。因此，依據上述該方法，該p型GaN具有比該頂部寬10%以上的一基部。該較寬的基部為電子產生一較長的路徑，以使得電子沿著該p-GaN側壁在該閘極金屬17與該2DEG之間行進。此較長路徑導致較低的閘極漏電。
參照第9圖，現在描述本發明的一第五實施例。本發明之此實施例與上述該第一實施例類似，只是該元件已被蝕刻以產生一階梯狀的閘極。
此實施例之該方法遵循第3A-3C圖中的該製程。在顯示於第3C圖中的該步驟之後，該晶圓是被放回到僅蝕刻該閘極金屬層17而不蝕刻該元件的任何其他部分的一蝕刻機器中。該產生的結構，如第9圖中所示者，具有一階梯狀的輪廓，其為電子建立了一較長的電阻路徑以使電子沿著該p型GaN邊緣從該閘極金屬17流動至該2DEG。此降低了非所欲的閘極漏電流同時維持了一自對準結構之所有所欲的特性。
參照第10圖，現在描述本發明的一第六實施例。此實施例實質上是上述該第四及第五實施例的一組合，且包括一階梯狀的閘極輪廓及具有數傾斜之邊緣的一p型GaN材料。用以產生此結構的該方法與上文關於該第四及第五實施例所描述的類似。此實施例增加了沿該等閘極邊緣的該閘極電流路徑，從而減少閘極漏電流。
參照第11圖，現在描述本發明的一第七實施例。此實施例與該第一實施例類似，只是該p型GaN材料15具有與該AlGaN阻障相鄰之一對稱的凸緣。該方法遵循第3A-3B圖中之該製程。在顯示於第3B圖中的該步驟之後，實施該自對準閘極的蝕刻使得該等蝕刻條件在該蝕刻製程期間改變。其一種作法是改變該夾盤的溫度，該晶圓在該蝕刻製程期間是被置於該夾盤上。一較高的夾盤溫度使更多的聚合物形成，因為電漿與光阻劑反應的緣故。此等聚合物使近緊鄰該閘極金屬之該側壁的該蝕刻有效地慢下來從而產生一凸緣。低夾盤溫度不產生一顯著的凸緣，而較高的溫度產生一寬闊的凸緣。該第七實施例還具有該第三實施例之益處。該p型GaN凸緣的作用像該第三實施例中的該p型AlGaN一樣以降低2DEG密度、降低位於該閘極角落處的該電場，且改進元件崩潰電壓。
參照第12圖，現在描述本發明的一第八實施例。此實施例實質上是上述該第五及第七實施例的一組合，且包括一階梯狀的閘極輪廓及一對稱的凸緣。用以產生此結構的該方法與上文關於該第五及第七實施例所描述的類似。此實施例具有該第五及第七實施例二者的優勢，從而提供減小閘極漏電流的一結構。
在一第九實施例中，該p-GaN材料15是藉由在該頂部EPI層，例如，第3A圖中，的生長期間引入鎂(Mg)雜質所形成。鎂是用以產生富含受體(p型)GaN之最常見的雜質原子。
在一第十實施例中，以氫來補償鎂雜質，這導致一半絕緣p型GaN層，而非一導電層。具有一半絕緣閘極有若干優勢。該等優勢的其中之一者為該閘極與源極或汲極之間的漏電流是減少的。另一優勢為在該p型GaN與該AlGaN之間所形成的該二極體，具有較在半絕緣GaN與AlGaN之間所形成的該二極體低的一正向電壓降。在此實施例之數元件中，該二極體的正向電壓降如此高，使得其直到該2DEG完全地增強(在1V至5V之間)時才明顯地導電。
在一第十一實施例中，在該GaN閘極層15的生長期間引入碳雜質且不使用鎂。碳雜質對該GaN閘極層之電氣特性如同以氫來補償的鎂般具有一類似的影響。
在一第十二實施例中，以氫來補償的鎂雜質是與碳雜質一起使用。此導致具有改進之電氣特性的一半絕緣GaN閘極。
以上說明及圖式僅被視為實現本文所描述的該等特徵及優勢的具體實施例之說明。可對特定製程條件做出修改及替換。因此，本發明之該等實施例不被視為受到前述該說明及該等圖式的限制。
11．．．矽基板
12．．．過渡層
13．．．未經摻雜的GaN緩衝材料/層體
14．．．未經摻雜的AlGaN阻障材料/層體/未經摻雜的AlGaN阻障層/阻障層
15．．．p型GaN閘極層/層體/閘極層/p型GaN材料閘極/p型GaN材料/GaN閘極層
17．．．閘極金屬/閘極金屬層
18．．．介電材料
19．．．汲極歐姆接觸
20．．．源極歐姆接觸/源極金屬/源極歐姆接觸金屬
21．．．p型AlGaN材料
100．．．習知的增強模式GaN電晶體元件
101．．．基板
102．．．過渡層
103．．．未經摻雜的GaN材料
104．．．未經摻雜的AlGaN材料
105．．．p型AlGaN或p型GaN材料
106．．．重摻雜的p型GaN材料
107．．．隔離區
108．．．保護
109．．．源極歐姆接觸金屬
110．．．汲極歐姆接觸金屬
111．．．閘極金屬
200．．．增強模式GaN HEMT元件/元件
200a．．．GaN HEMT元件之EPI結構
第1圖說明一習知的增強模式GaN電晶體的一截面圖。
第2圖說明依據本文所描述的本發明的一第一實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第3A-3E圖示意性地說明依據本發明之該第一實施例的一增強模式GaN HEMT元件之形成。
第4圖說明依據本發明的一第二實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第5A-5E圖示意性地說明依據本發明之該第二實施例的一增強模式GaN HEMT元件之形成。
第6圖說明依據本發明的一第三實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第7A-7F圖示意性地說明依據本發明之該第三實施例的一增強模式GaN HEMT元件之形成。
第8圖說明依據本發明的一第四實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第9圖說明依據本發明的一第五實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第10圖說明依據本發明的一第六實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第11圖說明依據本發明的一第七實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
第12圖說明依據本發明的一第八實施例所形成的一增強模式GaN HEMT元件。
11．．．矽基板
12．．．過渡層
13．．．未經摻雜的GaN緩衝材料/層體
14．．．未經摻雜的AlGaN阻障材料/層體/未經摻雜的AlGaN阻障層/阻障層
15．．．p型GaN閘極層/層體/閘極層/p型GaN材料閘極/p型GaN材料/GaN閘極層
17．．．閘極金屬/閘極金屬層
18．．．介電材料
19．．．汲極歐姆接觸
20．．．源極歐姆接觸/源極金屬/源極歐姆接觸金屬
200．．．增強模式GaN HEMT元件/元件

Claims (23)

  1. 一種增強模式GaN電晶體，包含：一基板，數個過渡層，由一第Ⅲ族氮化物材料所組成的一緩衝層，由一第Ⅲ族氮化物材料所組成的一阻障層，一汲極；一源極接觸，其用作一電場板藉此該電場板係在源極電位上，含有受體型摻雜元素的一閘極第Ⅲ-V族化合物，及與該閘極第Ⅲ-V族化合物呈自對準之一閘極金屬。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該緩衝層是由InAlGaN所組成。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該阻障層是由具有一較該緩衝層大之能帶間隙的InAlGaN所組成。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極金屬之底部及該閘極第Ⅲ-V族化合物之頂部具有相同的尺寸，且該閘極第Ⅲ-V族化合物之側壁具有大約80度至大約90度的一角度。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極第Ⅲ-V族化合物之側壁具有大約30度至大約80度的一角度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極金屬比該閘極第Ⅲ-V族化合物窄，使得在該閘極化合物之頂 部有數個對稱的凸緣。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電晶體，其中該閘極第Ⅲ-V族化合物之側壁具有大約80度至大約90度的一角度。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電晶體，其中該閘極第Ⅲ-V族化合物之側壁具有30度至80度的一角度而傾斜。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極金屬之底部及該閘極第Ⅲ-V族化合物之頂部具有幾乎相同的尺寸，且該閘極第Ⅲ-V族化合物之底部包含恰在該阻障層上面之數個對稱的凸緣。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極金屬比該閘極第Ⅲ-V族化合物窄使得在該閘極第Ⅲ-V族化合物之頂部有數個對稱之凸緣，且該閘極第Ⅲ-V族化合物之底部包含恰在該阻障層上面的數個對稱之凸緣。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極第Ⅲ-V族化合物是摻雜有諸如Mg、C、Zn、Ca之受體型摻雜物的GaN且該等p型摻雜物是經活化的。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極第Ⅲ-V族化合物是摻雜有諸如Mg、C、Zn、Ca之受體型摻雜物的GaN且該等p型摻雜物是以氫來補償。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極第Ⅲ-V族化合物包含摻雜有諸如Mg、C、Zn、Ca之受體型摻雜物的一AlGaN層及一GaN層。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極第 Ⅲ-V族化合物包含一AlGaN層及一GaN層，該閘極金屬及該閘極GaN是用一單一光罩製程來蝕刻，且該閘極AlGaN因一第二光罩製程而向該汲極延伸。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極金屬是TiN。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之電晶體，其中該閘極金屬包含一種或一種以上的耐火金屬、金屬化合物及合金，諸如Ta、W、TaN、TiN、WN、WSi。
  17. 一種增強模式GaN電晶體，包含：一基板，數個過渡層，由一第Ⅲ族氮化物材料所組成的一緩衝層，由一第Ⅲ族氮化物材料所組成的一阻障層，汲極及源極接觸，含有受體型摻雜元素的一閘極第Ⅲ-V族化合物，以及一閘極金屬，其中該源極接觸係由歐姆金屬製成以及用作在源極電位上的一電場板。
  18. 一種形成增強模式GaN電晶體的方法，該方法包含以下步驟：在一基板上成核及生長數個過渡層；在該等過渡層上生長一第Ⅲ族氮化物EPI層；在該EPI層上生長一第Ⅲ族氮化物阻障層； 在該阻障層上生長具有受體型摻雜劑的一GaN層；在該經摻雜的GaN層上積設一閘極接觸層；施用一閘極光阻圖案；蝕刻掉該閘極區外部的該閘極接觸層；蝕刻掉該經摻雜的GaN層，除了位於該閘極接觸下之一部分之該經摻雜的GaN層；移除該閘極光阻圖案；積設一介電層；施用一接觸光阻圖案；蝕刻該介電層以開放該汲極及源極接觸區域；移除該接觸光阻圖案；積設一歐姆接觸金屬；施用一金屬光阻圖案；蝕刻該歐姆接觸金屬；移除該金屬光阻圖案；及執行快速熱退火以形成歐姆汲極及源極接觸。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該EPI層是由InAlGaN所組成。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該阻障層是由具有一較該緩衝層大之能帶間隙的InAlGaN所組成。
  21. 一種形成增強模式GaN電晶體的方法，該方法包含以下步驟：在一基板上成核及生長數個過渡層；在該等過渡層上生長一InAlGaN EPI層； 在該InAlGaN EPI層上生長一InAlGaN阻障層；在該InAlGaN阻障層上生長具有受體型摻雜劑的一InAlGaN層；在該經摻雜的InAlGaN層上生長具有受體型摻雜劑的一GaN層；在該經摻雜的GaN層上積設一閘極接觸層；施用一閘極光阻圖案；蝕刻掉該閘極區外部的該閘極接觸層；蝕刻掉該經摻雜的GaN層及該經摻雜的InAlGaN層，除了位於閘極接觸下之部分該經摻雜的GaN層及該經摻雜的InAlGaN層；移除該閘極光阻圖案；積設一介電層；施用一接觸光阻圖案；蝕刻該介電層以開放該汲極及源極接觸區域；移除該接觸光阻圖案；積設一歐姆接觸金屬；施用一金屬光阻圖案；蝕刻該歐姆接觸金屬；移除該金屬光阻圖案；及執行快速熱退火以形成歐姆汲極及源極接觸。
  22. 一種形成增強模式GaN電晶體的方法，該方法包含以下步驟：在一基板上成核及生長數個過渡層； 在該等過渡層上生長一InAlGaN EPI層；在該InAlGaN EPI層上生長一AlGaN阻障層；在該AlGaN阻障層上生長具有受體型摻雜劑的一AlGaN層；在該經摻雜的AlGaN層上生長具有受體型摻雜劑的一GaN層；在該經摻雜的GaN層上積設一閘極接觸層；施用一閘極光阻圖案；蝕刻掉該閘極區外部的該閘極接觸層；蝕刻掉該經摻雜的GaN層，除了位於閘極接觸下之部分該經摻雜的GaN層及該經摻雜的AlGaN層；移除該閘極光阻圖案；施用另一光阻圖案；蝕刻該經摻雜的AlGaN層使得該經摻雜的AlGaN在該閘極區外部向汲極延伸；移除該光阻圖案；積設一介電層；施用一接觸光阻圖案；蝕刻該介電層以開放該汲極及源極接觸區域；移除該接觸光阻圖案；積設一歐姆接觸金屬；施用一第四光阻圖案；蝕刻該歐姆接觸金屬；移除該第四光阻圖案；及 執行快速熱退火以形成歐姆汲極及源極接觸。
  23. 一種增強模式GaN電晶體，包含：一基板，數個過渡層，由一第Ⅲ族氮化物材料所組成的一緩衝層，由一第Ⅲ族氮化物材料所組成的一阻障層，由歐姆金屬所組成的汲極及源極接觸，含有受體型摻雜元素的一閘極第Ⅲ-V族化合物，以及一閘極金屬，其中該源極接觸用作處在源極電位的一電場板，其中該汲極歐姆金屬及源極歐姆金屬是由相同金屬層所製成。
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