高电子迁移率晶体管及其制造方法

摘要

本发明提供了高电子迁移率晶体管(HEMT)及其制造方法。HEMT可以包括：源极电极；栅极电极；漏极电极；沟道形成层，包括至少二维电子气(2DEG)沟道；沟道提供层，用于在沟道形成层中形成2DEG沟道，沟道提供层的一部分包括第一氧处理区域。沟道提供层可以包括从第一氧处理区域朝向漏极电极延伸的第二氧处理区域，第二氧处理区域的深度和氧浓度可以小于第一氧处理区域的深度和氧浓度。

权利要求

1.一种高电子迁移率晶体管，包括：

沟道层；

沟道提供层，配置为在所述沟道层中感生二维电子气沟道；

源极电极、栅极电极和漏极电极，在所述沟道层和所述沟道提供层上；以及氧处理区域，包括所述晶体管的至少所述沟道提供层的部分，该氧处理区域邻近所述栅极电极，其中所述氧处理区域包括第一氧处理区域和第二氧处理区域，该第一氧处理区域在所述栅极电极与所述沟道层之间，该第二氧处理区域在所述漏极电极与所述栅极电极之间，所述第二氧处理区域接触所述第一氧处理区域并且不与所述漏极电极接触。

2.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，其中所述第一氧处理区域和所述第二氧处理区域中的至少一个包括所述沟道提供层的一部分。

3.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，还包括：沟道增加层和绝缘层中的至少一个，在所述沟道提供层上。

4.如权利要求3所述的高电子迁移率晶体管，其中所述沟道增加层和所述绝缘层中的所述至少一个包括所述氧处理区域，以及所述沟道增加层包括IV族半导体、IV族半导体的化合物、n型半导体和电介质材料中的一种。

5.如权利要求3所述的高电子迁移率晶体管，其中所述沟道增加层和所述绝缘层中的所述至少一个包括所述氧处理区域，并且所述绝缘层包括Al2O3、SiO2和SiN之一。

6.如权利要求2所述的高电子迁移率晶体管，其中所述第二氧处理区域的深度和氧浓度中至少其一小于所述第一氧处理区域的深度和氧浓度中对应的一个。

7.如权利要求3所述的高电子迁移率晶体管，其中所述高电子迁移率晶体管包括所述绝缘层，所述氧处理区域的至少部分被所述绝缘层覆盖。

8.如权利要求2所述的高电子迁移率晶体管，还包括：第一半导体层，具有比所述沟道提供层的极化性小的极化性，所述第一半导体层在所述栅极电极与所述沟道提供层之间，其中所述第一氧处理区域和所述第二氧处理区域中的至少一个包括所述第一半导体层的一部分。

9.如权利要求8所述的高电子迁移率晶体管，还包括：第二半导体层，具有比所述沟道层的极化性大的极化性，所述沟道层在所述第二半导体层与所述栅极电极之间。

10.如权利要求1所述的高电子迁移率晶体管，还包括：半导体层，具有比所述沟道层的极化性大的极化性，所述沟道层在所述半导体层与所述栅极电极之间。

11.如权利要求3所述的高电子迁移率晶体管，还包括：半导体层，具有比所述沟道提供层的极化性小的极化性，所述半导体层在所述沟道增加层和所述绝缘层中的所述至少一个与所述沟道提供层之间，其中所述氧处理区域的至少部分包括所述沟道增加层和所述绝缘层中的所述至少一个和所述半导体层两者的一部分。

12.如权利要求3所述的高电子迁移率晶体管，还包括：半导体层，具有比所述沟道层的极化性大的极化性，所述沟道层在所述半导体层与所述栅极电极之间。

13.一种制造高电子迁移率晶体管的方法，该方法包括：在衬底上形成沟道层；

在所述沟道层上形成沟道提供层以在所述沟道层中感生二维电子气沟道；

在所述沟道提供层上形成源极电极和漏极电极，所述源极电极和所述漏极电极彼此间隔开；

在所述源极电极与所述漏极电极之间的所述沟道提供层中形成氧处理区域，其中形成所述氧处理区域包括形成第一氧处理区域和第二氧处理区域；以及在所述第一氧处理区域上形成栅极电极，

其中该第一氧处理区域在所述栅极电极与所述沟道层之间，该第二氧处理区域在所述漏极电极与所述栅极电极之间，所述第二氧处理区域接触所述第一氧处理区域并且不与所述漏极电极接触。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述第一氧处理区域和所述第二氧处理区域的深度和氧浓度中至少之一彼此不同。

15.如权利要求14所述的方法，其中形成所述氧处理区域包括形成所述第一氧处理区域和所述第二氧处理区域以彼此部分交叠。

16.如权利要求13所述的方法，还包括：

在形成所述栅极电极之前，在所述沟道提供层上形成沟道增加层和绝缘层中的至少一个。

17.如权利要求16所述的方法，其中形成所述沟道增加层和所述绝缘层中的所述至少一个包括形成所述沟道增加层，并且所述沟道增加层包括IV族半导体、IV族半导体的化合物、n型半导体和电介质材料之一。

18.如权利要求16所述的方法，其中形成所述沟道增加层和所述绝缘层中的所述至少一个包括形成所述绝缘层，并且所述绝缘层包括Al2O3、SiO2和SiN之一。

19.如权利要求14所述的方法，其中所述第二氧处理区域的深度和氧浓度中至少其一小于所述第一氧处理区域的深度和氧浓度中对应的一个。

20.如权利要求13所述的方法，还包括：

在形成所述栅极电极之前，在所述沟道提供层上形成具有比所述沟道提供层的极化性小的极化性的第一半导体层，其中形成所述氧处理区域包括穿过所述第一半导体层形成所述氧处理区域。

21.如权利要求20所述的方法，还包括：

形成具有比所述沟道层的极化性大的极化性的第二半导体层，其中形成所述沟道层包括在所述第二半导体层上形成所述沟道层。

22.如权利要求16所述的方法，还包括：

在形成所述沟道增加层和所述绝缘层中的所述至少一个之前，在所述沟道提供层上形成具有比所述沟道提供层的极化性小的极化性的第一半导体层。

23.如权利要求22所述的方法，还包括：

形成具有比所述沟道层的极化性大的极化性的第二半导体层，其中形成所述沟道层包括在所述第二半导体层上形成所述沟道层。

24.如权利要求13所述的方法，其中形成所述氧处理区域包括通过使用O2等离子体、O2退火、O3、紫外氧化、O基团和O注入之一来形成所述氧处理区域。

说明书

高电子迁移率晶体管及其制造方法

技术领域

[0001] 示例实施例涉及高电子迁移率晶体管(HEMT)及其制造方法，更具体地，涉及包括氧处理(oxygen treated)区域的HMET及其制造方法。

背景技术

[0002] 高电子迁移率晶体管(HEMT)包括具有不同带隙的半导体。在HEMT中，具有不同带隙的半导体接合在一起。具有较宽带隙的半导体用作施主。这样的具有较宽带隙的半导体在具有较窄带隙的半导体中形成二维电子气(2DEG)。在HEMT中，2DEG可以用作沟道。

[0003] HEMT可以是具有改善的电荷载流子迁移率和高的击穿电压的晶体管，并可以用作功率器件。较宽带隙的半导体可以是化合物半导体。因此，HEMT的击穿电压可以为高的。2DEG可以通过n掺杂具有较宽带隙的材料或通过使用极化材料而形成。因为HEMT在没有施加外电场时包括沟道，所以HEMT以耗尽模式工作。

[0004] 然而，为了简化电路，HEMT可以以增强模式工作(在下文，称为“E模式”)。E模式可以通过去除设置在栅极之下的沟道来实现。在HEMT中，栅极与漏极之间的2DEG在关断操作期间被去除。空间电荷保留，电场由于空间电荷而集中在栅极处。由于电场集中在栅极处，HEMT的击穿电压会减小。

[0005] 为了实现E模式和/或增加HEMT的击穿电压，可以通过使用氯(Cl)基气体蚀刻部分沟道提供层而减少沟道提供层的极化性，或者可以使氟(F)基气体进入到沟道层中以作为受主。然而，由于Cl和F都产生腐蚀性气体，所以HEMT在蚀刻沟道提供层期间可能被损伤。

发明内容

[0006] 示例实施例可以提供高电子迁移率晶体管(HEMT)及其制造方法，该HEMT用于在HEMT被蚀刻时可以不受损伤的条件下实现增强模式(E-模式)，并且/或者用于增大击穿电压。

[0007] 根据示例实施例，高电子迁移率晶体管(HEMT)包括：源极电极；栅极电极；漏极电极；沟道形成层，包括至少二维电子气(2DEG)沟道；以及沟道提供层，用于在沟道形成层中形成2DEG沟道，沟道提供层的一部分包括氧处理区域。

[0008] 沟道提供层可以包括在栅极电极与漏极电极之间的第二氧处理区域。HEMT可以包括形成在沟道提供层上的沟道增加层和绝缘层中的至少一个，该绝缘层用于改善栅极电极的绝缘性质。沟道增加层可以包括IV族半导体、IV族半导体的化合物、n型半导体或电介质材料。绝缘层可以是Al2O3层、SiO2层或SiN层。

[0009] 第二氧处理区域的深度或氧浓度可以小于第一氧处理区域的深度或氧浓度。氧处理区域的至少部分可以被绝缘层覆盖。HEMT还可以包括极化性小于沟道提供层的极化性的半导体层，该半导体层可以形成在栅极电极与沟道提供层之间，并且第一氧处理区域和第二氧处理区域中的至少一个可以延伸到该半导体层中。HEMT还可以包括极化性大于沟道形成层的极化性且形成在沟道形成层之下的半导体层。HEMT还可以包括极化性大于沟道形成层的极化性的半导体层，该半导体层可以形成在沟道形成层之下。

[0010] HEMT还可以包括极化性小于沟道提供层的极化性的半导体层，该半导体层形成在沟道增加层和绝缘层中的至少一个与沟道提供层之间，至少部分氧处理区域可以穿过半导体层延伸到沟道增加层和绝缘层中的至少一个。HEMT还可以包括极化性大于沟道形成层的极化性的半导体层，该半导体层可以形成在沟道形成层之下。

[0011] 根据示例实施例，制造高电子迁移率晶体管(HEMT)的方法包括：在衬底上形成沟道形成层，在该沟道形成层中至少形成二维电子气(2DEG)沟道；在沟道形成层上形成用于形成2DEG沟道的沟道提供层；在沟道提供层上形成源极电极和漏极电极以被彼此间隔开；在源极电极与漏极电极之间的沟道提供层中形成氧处理区域；以及在沟道提供层的位于氧处理区域与源极电极之间的区域和氧处理区域中的至少一个上形成栅极电极。

[0012] 形成氧处理区域可以包括：形成第一氧处理区域；以及形成第二氧处理区域，第一氧处理区域和第二氧处理区域的深度或氧浓度可以彼此不同。此外，第一氧处理区域和第二氧处理区域可以形成为彼此部分交叠。该方法还可以包括，在形成栅极电极之前，在沟道提供层上形成沟道增加层和绝缘层的至少一个，该绝缘层用于改善栅极电极的绝缘性质。在此情形下，沟道增加层可以包括IV族半导体、IV族半导体的化合物、n型半导体或电介质材料。绝缘层可以是Al2O3层、SiO2层或SiN层。

[0013] 第二氧处理区域的深度或氧浓度可以小于第一氧处理区域的深度或氧浓度，栅极电极可以形成在第一氧处理区域上。该方法还可以包括，在形成栅极电极之前，在沟道提供层上形成具有比沟道提供层的极化性小的极化性的半导体层。氧处理区域可以穿过半导体层形成。在此情形下，沟道形成层可以形成在具有比沟道形成层的极化性大的极化性的半导体层上。

[0014] 该方法还可以包括，在形成沟道增加层和绝缘层中的至少一个之前，在沟道提供层上形成具有比沟道提供层的极化性小的极化性的半导体层。在此情形下，沟道形成层可以形成在具有比沟道形成层的极化性大的极化性的半导体层上。氧处理区域可以通过使用O2等离子体、O2退火、O3、紫外(UV)氧化、O基团和O注入中的任何一个来形成。

[0015] 在HEMT中，沟道提供层可以包括氧处理区域。氧处理区域可以是氧化区域。根据氧处理区域的深度和氧处理区域的氧浓度，可以去除位于氧处理区域之下的2DEG沟道，或者可以减小包含在2DEG沟道中的电子的浓度。HEMT可以以增强模式(“E模式”)工作，并可以具有高的击穿电压。氧处理区域可以包括氧离子，该氧离子用作包含在2DEG沟道中的电子的受主。可以防止电场集中在HEMT的栅极电极处。此外，由于氧处理区域在绝缘层形成在沟道提供层上之后形成，所以可以防止HEMT在蚀刻期间被损伤。在形成氧处理区域之后，栅极电极可以使用自对准操作形成，绝缘层可以通过使用原位工艺形成，从而简化制造工艺。

[0016] 根据示例实施例，高电子迁移率晶体管包括：沟道层；沟道提供层，配置为在沟道层中感应二维电子气(2DEG)沟道；在沟道层和沟道提供层上的源极电极、栅极电极和漏极电极；以及氧处理区域，氧处理区域包括晶体管的至少沟道提供层的部分，氧处理区域邻近栅极电极。

[0017] 根据示例实施例，制造高电子迁移率晶体管的方法包括：在衬底上形成沟道层；在沟道层上形成沟道提供层以在沟道层中感应二维电子气(2DEG)沟道；在沟道提供层上形成源极电极和漏极电极，源极电极和漏极电极彼此间隔开；在源极电极与漏极电极之间的沟道提供层中形成氧处理区域；以及在沟道提供层的位于氧处理区域与源极电极之间的区域和氧处理区域中的至少一个上形成栅极电极。

附图说明

[0018] 通过以下结合附图的简短描述，示例实施例将被更清楚地理解。图1-图61示出了如以下所述的非限制性的示例实施例。

[0019] 图1-图34是示出根据示例实施例的高电子迁移率晶体管(HEMT)的截面图；

[0020] 图35-图38是示出根据示例实施例制造图1的HEMT的方法的截面图；

[0021] 图39-图43是示出根据示例实施例制造图2的HEMT的方法的截面图；

[0022] 图44和图45是示出根据示例实施例制造图3的HEMT的方法的截面图；

[0023] 图46-图52是示出根据示例实施例制造图5和图6的HEMT的方法的截面图；

[0024] 图53-图56是示出对根据示例实施例的不包括绝缘层和沟道增加层的HEMT进行氧处理的模拟结果的曲线图；

[0025] 图57和图58是示出对根据示例实施例的包括绝缘层的MIS-HEMT进行氧处理的模拟结果的曲线图；以及

[0026] 图59-图61是示出对根据示例实施例的包括沟道增加层的HEMT进行氧处理的模拟结果的曲线图。

[0027] 应当指出，这些附图旨在示出在特定示例实施例中使用的方法、结构和/或材料的一般特性，并旨在补充以下提供的文字描述。然而，这些附图没有按比例，可以不是精确地反映任何给定实施例的精确结构或性能特性，并且不应当被解释为定义或限制由示例实施例所涵盖的值或性质的范围。例如，为了清晰，分子、层、区域和/或结构元件的相对厚度和位置可以减小或夸大。在不同附图中相似或相同附图标记的使用旨在表示相似或相同元件或特征的存在。

具体实施方式

[0028] 现在将参照附图更充分地描述示例实施例，附图中示出了示例实施例。然而，示例实施例可以以多种不同的形式实施，而不应被解释为仅限于这里阐述的实施例；而是，提供这些实施例使得本公开透彻和完整，并将本示例实施例的概念充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清晰，层和区域的厚度被夸大。附图中相似的附图标记指示相似的元件，因此将省略它们的描述。

[0029] 应当理解，当称一元件“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以直接连接到或耦接到另一元件，或者可以存在居间的元件。相反，当称一元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在居间的元件。相似的附图标记通篇指代相似的元件。如此处所用的，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任何及所有组合。用于描述元件或层之间的关系的其它术语应当以类似的方式解释(例如，“在...之间”与“直接在...之间”、“与...相邻”与“与...直接相邻”、“在...上”与“直接在...上”)。

[0030] 应当理解，虽然这里可以使用术语第一、第二等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分，而不背离示例实施例的教导。

[0031] 为便于描述此处可以使用诸如“在...之下”、“在...下面”、“下(lower)”、“在...之上”、“上(upper)”等空间相对性术语以描述如附图所示的一个元件或特征与另一(些)元件或特征之间的关系。应当理解，空间相对性术语是用来概括除附图所示取向之外器件在使用或操作中的不同取向的。例如，如果附图中的器件翻转过来，被描述为“在”其它元件或特征“之下”或“下面”的元件将会在其它元件或特征“之上”。因此，示范性术语“在...下面”能够涵盖之上和之下两种取向。器件可以采取其它取向(旋转90度或在其它取向)，此处所用的空间相对性描述符做相应解释。

[0032] 这里所用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并非要限制示例实施例。如此处所用的，除非上下文另有明确表述，否则单数形式“一”和“该”均旨在包括复数形式。还应当理解，术语“包括”和/或“包含”，当在本说明书中使用时，指定了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或增加。

[0033] 这里参照截面图描述了示例实施例，这些图为示例实施例的理想化实施例(和中间结构)的示意图。因而，由例如制造技术和/或公差引起的从图示形状的变化是可以预料的。因此，示例实施例不应被解释为仅限于此处示出的区域的特定形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差在内。例如，示出为矩形的注入区域可以具有倒圆或弯曲的特征和/或在其边缘的注入浓度梯度而不是从注入区域到非注入区域的二元变化。类似地，通过注入形成的埋入区域可以导致在埋入区域与通过其发生注入的表面之间的区域中的一些注入。因此，附图所示的区域在本质上是示意性的，它们的形状并非要示出器件的区域的真实形状，也并非要限制示例实施例的范围。

[0034] 除非另有定义，此处使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都具有本发明所属领域内的普通技术人员所通常理解的同样的含义。还应当理解，诸如通用词典中所定义的术语，应当被解释为具有与它们在相关领域的语境中的含义相一致的含义，而不应被解释为理想化的或过度形式化的意义，除非这里明确地如此定义。

[0035] 图1是示出根据示例实施例的高电子迁移率晶体管(HEMT)100的截面图。参照图1，HEMT 100可以包括衬底20、缓冲层24、第一材料层30、第二材料层32、源极电极34S、漏极电极34D、栅极电极36和第一氧化区域38。缓冲层24可以在衬底20上。第一材料层30和第二材料层32可以在缓冲层24上(例如，依次堆叠在缓冲层24上)。

[0036] 衬底20可以为例如蓝宝石衬底。缓冲层24可以为例如AlN层。第一材料层30和第二材料层32可以是具有不同极化性和不同带隙的半导体层。第一材料层30的极化性和带隙可以小于第二材料层32的极化性和带隙。第一材料层30可以是例如GaN层和/或InGaN层的半导体层。第二材料层32可以是例如AlGaN层的半导体层。第二材料层32可以是例如AlN层。

[0037] 根据第一材料层30和第二材料层32之间的极化性差异，第二材料层32可以被极化。第二材料层32的电荷(+和-)可以表示极化电荷。示出为在第一材料层30的接触第二材料层32的表面之下的电荷(-)可以表示二维电子气(2DEG)。2DEG可以形成从而抵消由于第二材料层32的极化引起的电荷(+)。2DEG可以用作n沟道。

[0038] 因为可以由于第二材料层32而在第一材料层30中产生2DEG沟道，所以第二材料层32可以是用于在第一材料层30中感应2DEG沟道的沟道提供层，第一材料层30具有比第二材料层32的极化性小的极化性(或更小的带隙)。因为由作为沟道提供层的第二材料层32感应的2DEG沟道可以在第一材料层30中感应出，所以第一材料层30可以包括2DEG沟道。第一材料层30可以是其中形成2DEG沟道的沟道形成层或沟道层。

[0039] 源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D可以在第二材料层32上彼此间隔开。漏极电极34D可以比源极电极34S与栅极电极36间隔得更远。第一氧化区域38可以在第二材料层32中。第一氧化区域38可以通过使用不同的方法被氧处理。第一氧化区域38可以被称作氧处理区域。第一氧化区域38可以在栅极电极36之下并可以从顶表面在向下的方向上延伸。根据第二材料层32中的第一氧化区域38的深度和/或包含在第一氧化区域38中的氧浓度，可以减小在第一氧化区域38之下的2DEG沟道和/或包含在2DEG沟道中的电子的浓度。在完全去除第一氧化区域38之下的2DEG沟道的情况下，HEMT可以为增强模式的HEMT(在下文，称作“E模式”)。在减小包含在2DEG沟道中的电子浓度的情况下，在第一氧化区域38之下感应的2DEG沟道可以是轻掺杂漏极(LDD)区域，且HEMT的击穿电压可以增大。

[0040] 第一氧化区域38可以与第二材料层32的底表面间隔开。第二材料层32和第一氧化区域38可以在栅极电极36与第一材料层30之间。在栅极电极36与第一材料层30之间，第一氧化区域38的厚度可以大于第二材料层32的厚度。第一氧化区域38可以包含氧。第一氧化区域38可以包括由于氧处理第二材料层32的对应于第一氧化区域38的部分而引起的一种或多种氧化物。第一氧化区域38可以是包括第二材料层32的氧化物(例如，铝(Al)氧化物)的区域。第一氧化区域38可以包含氧离子，该氧离子相对于包含在2DEG沟道中的电子用作受主。

[0041] 第一氧化区域38的极化性可以小于第二材料层32的其余部分的极化性。包含在第一氧化区域38中的氧的浓度可以是包含在第一氧化区域38中的氧离子的浓度。包含在第一氧化区域38中的极化感应元素的量可以小于包含在第二材料层32的其余部分中的极化感应元素的量。第一氧化区域38与第一材料层30之间的极化性差异可以小于第二材料层32的其余部分与第一材料层30之间的极化性差异。

[0042] 第一材料层30的位于栅极电极36之下的部分的2DEG的浓度可以由于氧的添加而减小。当第一氧化区域38包含用作受主的氧离子时，包含在2DEG沟道中的电子可以被氧离子接受。第一材料层30的位于栅极电极36之下的部分的2DEG沟道中包含的电子的浓度可以减小。因为第一氧化区域38在第二材料层32中，所以2DEG的浓度可以在栅极电极36之下的部分中减小以形成LDD区域。HEMT的击穿电压可以增大。

[0043] 图2是示出根据示例实施例的HEMT 200的截面图。参照图2，绝缘层40可以在源极电极34S与漏极电极34D之间的第二材料层32上。绝缘层40可以增大HEMT 200的导通电流。绝缘层40可以接触源极电极34S和漏极电极34D。绝缘层40可以为例如Al2O3层、SiO2层和/或SiN层。绝缘层40的厚度可以为例如约1nm至约50nm。栅极电极36可以在绝缘层40上。栅极电极36和第一氧化区域38可以彼此面对，绝缘层40可以在栅极电极36与第一氧化区域38之间。

[0044] 在图2和其它附图中，可以包括关于图1描述的衬底20和缓冲层24，但是为了图示的方便可以不示出。此外，为了图示的方便，在第一和第二材料层30和32中感应的电荷可以不被示出。

[0045] 图3是示出根据示例实施例的HEMT 300的截面图。参照图3，第二氧化区域42可以在第二材料层32中。第二氧化区域42可以在栅极电极36与漏极电极34D之间。第二氧化区域42可以接触栅极电极36。第二氧化区域42可以是包括铝(Al)氧化物的区域(例如，第二材料层32的氧化部分)或包含用作受主的氧离子的区域。第二氧化区域42的深度和氧浓度可以小于图1的第一氧化区域38的深度和氧浓度。第二氧化区域42的功能可以类似于第一氧化区域38的功能。在形成于第一材料层30的位于第二氧化区域42之下的部分中的2DEG中包含的电子的浓度可以小于第一材料层30的其余部分中的2DEG中包含的电子的浓度。HEMT的击穿电压可以增大。

[0046] 图4是示出根据示例实施例的HEMT 400的截面图。图4的HEMT 400可以类似于图3的HEMT 300并包括图2的绝缘层40。参照图4，第二氧化区域42可以在第二材料层32中。绝缘层40可以在源极电极34S与漏极电极34D之间。绝缘层40的布置和材料可以与关于图2描述的相同或相似。栅极电极36可以在绝缘层40上。栅极电极36和第二氧化区域42可以彼此不直接接触。

[0047] 图5是示出根据示例实施例的HEMT 500的截面图。图5可以示出在第二材料层32中的第一氧化区域38和第二氧化区域42。参照图5，第二材料层32可以包括第一氧化区域38和第二氧化区域42。第一氧化区域38和第二氧化区域42关于栅极电极36的位置可以与图1和图3的相同或相似。第二氧化区域42可以比第一氧化区域38薄。第二氧化区域42可以接触第一氧化区域38。由于第二氧化区域42，2DEG沟道可以在第二氧化区域42下面，并且可以为LDD区域。在HEMT 500的关断状态，电场可以被防止和/或减少，并由于栅极电极36与漏极电极34D之间的空间电荷而不会集中在栅极电极36处。击穿电压可以增大。

[0048] 图6是示出根据示例实施例的HEMT 600的截面图。HEMT 600可以类似于图5的HEMT 500，并包括用于增大导通电流的绝缘层40。参照图6，绝缘层40可以在源极电极34S与漏极电极34D之间。绝缘层40、栅极电极36以及源极电极34S和漏极电极34D的位置关系可以与上述示例实施例的相同或相似。由于绝缘层40，栅极电极36和第一氧化区域38以及第二氧化区域42可以彼此不直接接触。

[0049] 图7是示出根据示例实施例的HEMT 700的截面图。参照图7，沟道增加层44可以在第二材料层32上。源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D可以在沟道增加层44上彼此间隔开。沟道增加层44可以增加第一材料层30中的2DEG的浓度。由于沟道增加层44，导通电流可以增大。沟道增加层44可以包括在栅极电极36之下的第三氧化区域46。
第三氧化区域46可以类似于图1的第一氧化区域38，并可以执行与图1的第一氧化区域
38相同或相似的功能。第三氧化区域46与栅极电极36之间的位置关系可以与图1的第一氧化区域38与栅极电极36之间的位置关系相同或相似。

[0050] 由于沟道增加层44，导通电流可以增大。由于第三氧化区域46，HEMT700的击穿电压可以与不包括沟道增加层44的示例实施例相同或相似。沟道增加层44可以包括例如IV族半导体、IV族半导体的化合物、n型半导体或电介质材料。IV族半导体的示例可以包括碳(C)、硅(Si)或锗(Ge)。IV族半导体的化合物可以是氮化物，例如CN、SiN或GeN。第三氧化区域46可以延伸到第二材料层32中，如图13所示，并且由于第三氧化区域46而引起的减少包含在2DEG沟道中的电子浓度的效果可以增加。

[0051] 图8是示出根据示例实施例的HEMT 800的截面图。图8的HEMT 800可以类似于图7的HEMT 700并可以包括绝缘层40。参照图8，绝缘层40可以在源极电极34S与漏极电极34D之间的沟道增加层44上。绝缘层40可以接触源极电极34S和漏极电极34D。栅极电极36可以在绝缘层40上。栅极电极36可以不直接接触第三氧化区域46。第三氧化区域46可以如图14所示延伸到第二材料层32中。由于第三氧化区域46而引起的减少包含在2DEG沟道中的电子浓度的效果可以增加。

[0052] 图9是示出根据示例实施例的HEMT 900的截面图。图9的HEMT 900可以包括沟道增加层44和第四氧化区域48。参照图9，沟道增加层44可以在第二材料层32上并包括第四氧化区域48。第四氧化区域48可以在栅极电极36与漏极电极34D之间。在第一材料层30中，包含在形成于第四氧化区域48之下的2DEG沟道中的电子浓度可以减少。形成在第四氧化区域48之下的2DEG沟道可以为LDD区域。第四氧化区域48和栅极电极36可以彼此接触。第四氧化区域48可以如图15所示延伸到第二材料层32中，并且由于第四氧化区域48而引起的减少包含在2DEG沟道中的电子浓度的效果可以增加。

[0053] 图10是示出根据示例实施例的HEMT 1000的截面图。图10的HEMT1000类似于图9的HEMT 900并可以包括绝缘层40。参照图10，绝缘层40可以在源极电极34S与漏极电极34D之间的沟道增加层44上。绝缘层40可以接触源极电极34S和漏极电极34D。栅极电极36可以在绝缘层40上。因为第四氧化区域48可以被绝缘层40覆盖，所以第四氧化区域48可以不直接接触栅极电极36。第四氧化区域48可以如图16所示延伸到第二材料层32中，并且减少包含在2DEG沟道中的电子浓度的效果可以增加。

[0054] 图11是示出根据示例实施例的HEMT 1100的截面图。在图11中，沟道增加层44可以包括第三氧化区域46和第四氧化区域48两者。参照图11，沟道增加层44可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的第三氧化区域46和第四氧化区域48。栅极电极36与第三氧化区域46和第四氧化区域48之间的位置关系可以与关于图7和图9描述的相同或相似。第三氧化区域46和第四氧化区域48可以从沟道增加层44的顶表面在向下的方向上。第四氧化区域48的深度和氧浓度可以小于第三氧化区域46的深度和氧浓度。第三氧化区域46和第四氧化区域48可以如图17所示地延伸到第二材料层32中，并且减少包含在2DEG沟道中的电子浓度的效果可以增加。

[0055] 图12是示出根据示例实施例的HEMT 1200的截面图。图12的HEMT1200可以类似于图11的HEMT 1100并可以包括绝缘层40。参照图12，绝缘层40可以在源极电极34S与漏极电极34D之间的沟道增加层44上。第三氧化区域46和第四氧化区域48可以被绝缘层40覆盖。栅极电极36与第三氧化区域46和第四氧化区域48可以不彼此接触。第三氧化区域46和第四氧化区域48可以如图18所示地延伸到第二材料层32中，并且减少包含在2DEG沟道中的电子浓度的效果可以增加。

[0056] 图19是示出根据示例实施例的HEMT 1900的截面图。参照图19，金属绝缘体半导体(MIS)-HEMT结构可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的第二材料层32上的绝缘层54。栅极电极36可以在绝缘层54上。绝缘层54可以增加在第一材料层30中的2DEG沟道中包含的电子的浓度。绝缘层54可以为例如铝氧化物层(例如，Al2O3)。绝缘层
54可以包括第五氧化区域56。第五氧化区域56可以在栅极电极36之下并可以接触栅极电极36。第五氧化区域56可以延伸到第二材料层32中并可以与第二材料层32的底表面间隔开。第五氧化区域56可以包括第二材料层32的被氧化部分，并可以具有比第二材料层32的其余部分小的极化性。第五氧化区域56可以包括用作受主的氧离子。

[0057] 图20是示出根据示例实施例的HEMT 2000的截面图。参照图20，MIS-HEMT结构可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的第二材料层32上的绝缘层54。第六氧化区域58可以包括在栅极电极36与漏极电极34D之间的绝缘层54中。栅极电极36可以接触第六氧化区域58。第六氧化区域58可以延伸到第二材料层32中。第六氧化区域58可以延伸到第二材料层32中的长度可以短于第五氧化区域56。第六氧化区域58可以包括第二材料层32的被氧化部分。

[0058] 图21是示出根据示例实施例的HEMT 2100的截面图。图21的HEMT2100可以包括第五氧化区域56和第六氧化区域58。参照图21，MIS-HEMT结构可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的绝缘层54以及第五氧化区域56和第六氧化区域58。第五氧化区域56和第六氧化区域58可以彼此接触。绝缘层54形成在源极电极34S与第五氧化区域56之间以及在漏极电极34D与第六氧化区域58之间。栅极电极36与第五氧化区域56和第六氧化区域58之间的位置关系可以与图19和图20的相同或相似。第五氧化区域56和第六氧化区域58可以延伸到第二材料层32中。第五氧化区域56和第六氧化区域58延伸到第二材料层32中的程度和长度可以不同，如图21所示。在图21的HEMT中，由于第六氧化区域58，LDD区域可以在第六氧化区域58之下的2DEG沟道中。在HEMT的关断状态，可以防止电场由于空间电荷而集中在栅极电极36处。

[0059] 图22是示出根据示例实施例的HEMT 2200的截面图。参照图22，第三材料层101可以在第二材料层32上。第三材料层101可以具有与第一材料层30相同或相似的性质。二维正(+)气(例如，2DHG)可以由于第二材料层32的极化而感生在第三材料层101的接触第二材料层32的表面下。形成在第三材料层101的表面下的2DHG可以不被示出。

[0060] 源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D可以在第三材料层101上。第三材料层101可以包括第七氧化区域68。第七氧化区域68可以在栅极电极36下。第七氧化区域68可以通过使用与第一至第六氧化区域38、42、46、48、56和58相同的方法形成。第七氧化区域68可以延伸到第二材料层32中。第七氧化区域68可以与第二材料层32的底表面间隔开。第八氧化区域69可以在第三材料层101中。第八氧化区域69可以延伸到第二材料层32中。

[0061] 第八氧化区域69的延伸程度可以小于第七氧化区域68的延伸程度。第八氧化区域69可以被氧化，类似于第七氧化区域68。第八氧化区域69可以减少包含在2DEG沟道(-)中的电子的浓度。由于第八氧化区域69而引起的减小电子浓度的效果可能小于由于第七氧化区域68而引起的减小电子浓度的效果。由于第八氧化区域69，LDD区域可以形成在n沟道，即，2DEG沟道(-)中。在图22中，可以使用第七氧化区域68和第八氧化区域69两者，或者可替代地，可以使用第七氧化区域68和第八氧化区域69中的任何一个。

[0062] 图23是示出根据示例实施例的HEMT 2300的截面图。参照图23，HEMT2300可以类似于图22的HEMT 2200，并可以包括在第三材料层101上的沟道增加层44。源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D可以在沟道增加层44上。图23的HEMT 2300可以包括第九氧化区域72和/或第十氧化区域74。第九氧化区域72可以与图22的第七氧化区域
68类似地延伸并延伸到沟道增加层44中。第九氧化区域72可以接触栅极电极36。第十氧化区域74可以与图22的第八氧化区域69类似地延伸并延伸到沟道增加层44中。第十氧化区域74可以延伸到沟道增加层44的顶表面。

[0063] 图24是示出根据示例实施例的HEMT 2400的截面图。参照图24，HEMT2400可以类似于图22的HEMT 2200，并可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的第三材料层101上的绝缘层54。栅极电极36可以在绝缘层54上。图24的HEMT 2400可以包括第十一氧化区域76和/或第十二氧化区域77。第十一氧化区域76可以与图22的第七氧化区域
68类似地延伸并延伸到绝缘层54中。第十一氧化区域76可以接触栅极电极36。第十二氧化区域77可以与图22的第八氧化区域69类似地延伸并延伸到绝缘层54中。第十二氧化区域77可以延伸到绝缘层54的顶表面。第十一氧化区域76可以执行与根据示例实施例在栅极电极36之下的其它氧化区域相同或相似的功能。包含在第一材料层30的2DEG(-)沟道中的电子的浓度可以被第十二氧化区域77减少，且LDD区域可以在第十二氧化区域77之下的2DEG沟道中。

[0064] 图25是示出根据示例实施例的HEMT 2500的截面图。参照图25，图25的HEMT2500可以类似于图23的HEMT 2300，并可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的沟道增加层44上的绝缘层40。绝缘层40可以接触源极电极34S和漏极电极34D。

[0065] 根据示例实施例，在图22的HEMT 2200中，第一材料层30和第二材料层32可以颠倒。例如，第一材料层30可以是具有大的极化性和宽带隙的半导体层(例如，AlGaN层或AlN层)。与第一材料层30相比，第二材料层32可以是具有小的极化性和窄带隙的半导体层(例如，GaN层或InGaN层)。第三材料层101可以是具有大的极化性和宽带隙的半导体层(例如，AlGaN层或AlN层)。

[0066] 图26是示出根据示例实施例的HEMT 2600的截面图。图26可以是示出与图22的HEMT 2200相比第一材料层30和第二材料层32位置颠倒的截面图。参照图26，HEMT 2600可以包括(例如，依次堆叠的)第二材料层32、第一材料层30和第四材料层201。第四材料层201的材料可以与第二材料层32的材料相同。第二材料层32和第四材料层201的箭头指示极化方向。由于第二材料层32的极化，2DHE沟道(+)可以在第一材料层30的接触第二材料层32的表面下。由于第四材料层201的极化，2DEG沟道(-)可以在第一材料层30的接触第四材料层201的表面下。

[0067] 源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D可以在第四材料层201上彼此间隔开。第四材料层201可以包括第十三氧化区域78。第十三氧化区域78可以是氧化物或者可以包括用作受主的氧离子。第十三氧化区域78可以从第四材料层201的顶表面朝向第四材料层201的底表面延伸，并可以与第四材料层201的底表面间隔开。由于第十三氧化区域
78，包括在2DEG沟道(-)，即第一材料层30的n沟道，中的电子的浓度可以在第十三氧化区域78下减少。

[0068] 第四材料层201可以包括第十四氧化区域79。第十四氧化区域79可以类似于第十三氧化区域78从第四材料层201的顶表面在向下的方向上延伸。在第四材料层201的顶表面处，第十四氧化区域79的深度和氧浓度可以小于第十三氧化区域78的深度和氧浓度。第十三氧化区域78和第十四氧化区域79两者可以被包括在HEMT 2600中，或者第十三氧化区域78和第十四氧化区域79中的任何一个可以被包括。由于第十四氧化区域79，包含在第一材料层30的2DEG沟道(-)中的电子的浓度可以在第十四氧化区域79之下较小。LDD区域可以在第十四氧化区域79之下。

[0069] 图27是示出根据示例实施例的HEMT 2700的截面图。参照图27，第五材料层301可以在第四材料层201上。源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D可以在第五材料层301上。第五材料层301的材料可以与第一材料层30的材料相同。第十五氧化区域88可以在第五材料层301中。第十五氧化区域88可以在栅极电极36之下。第十五氧化区域88可以是氧化物或者可以包括用作受主的氧离子。第十五氧化区域88可以延伸到第四材料层201中。第十五氧化区域88可以朝向第四材料层201的底表面延伸并可以与第四材料层201的底表面间隔开。

[0070] 因为第十五氧化区域88可以减少极化和/或可以用作受主，所以可以减少第一材料层30的在第十五氧化区域88之下的2DEG沟道(-)中的电子的浓度。LDD区域可以在第十五氧化区域88之下，并且HEMT 2700的击穿电压可以增大。第五材料层301可以包括第十六氧化区域89(由虚线指示)。第十六氧化区域89可以延伸到第四材料层201中。第十六氧化区域89延伸到第四材料层201中的长度可以小于第十五氧化区域88延伸到第四材料层201中的长度。

[0071] 第十五氧化区域88和第十六氧化区域89可以以台阶的形式在第四材料层201中。第一材料层30的2DEG沟道(-)中的电子的浓度可以在第十六氧化区域89之下减少，且LDD区域可以在第十六氧化区域89之下。可以包括第十五氧化区域88和第十六氧化区域89两者，或者可以包括第十五氧化区域88和第十六氧化区域89中的任何一个。

[0072] 图28是示出根据示例实施例的HEMT 2800的截面图。参照图28，图28的HEMT2800可以类似于图26的HEMT 2600并可以包括在第四材料层201上的沟道增加层44。沟道增加层44可以包括第三氧化区域46和/或第四氧化区域48。源极电极34S、栅极电极
36和漏极电极34D之间的位置关系可以与图7的相同或相似。图28的第三氧化区域46和/或第四氧化区域48可以延伸到第四材料层201中，如图29所示。

[0073] 图30是示出根据示例实施例的HEMT 3000的截面图。参照图30，图30的HEMT3000可以类似于图28的HEMT 2800并可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的沟道增加层44上的绝缘层40。源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D之间的位置关系可以与图8的相同或相似。

[0074] 图31是示出根据示例实施例的HEMT 3100的截面图。参照图31，图31的HEMT3100可以类似于图29的HEMT 2900，并可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的沟道增加层44上的绝缘层40。源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D之间的位置关系可以与图14的相同或相似。

[0075] 图32是示出根据示例实施例的HEMT 3200的截面图。参照图32，图32的HEMT3200可以类似于图26的HEMT，并可以包括在源极电极34S与漏极电极34D之间的第四材料层201上的绝缘层54。第五氧化区域56和/或第六氧化区域58可以在绝缘层54中。
源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D之间的位置关系可以与图21的相同或相似。

[0076] 图33是示出根据示例实施例的HEMT 3300的截面图。参照图33，图33的HEMT3300可以类似于图27的HEMT 2700，并可以包括在第五材料层301上的沟道增加层44。源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D之间的位置关系可以与图28的相同或相似。图
33的HEMT 3300可以包括第九氧化区域72和/或第十氧化区域74。第九氧化区域72和第十氧化区域74参照图23描述。

[0077] 图34是示出根据示例实施例的HEMT 3400的截面图。参照图34，图34的HEMT3400可以类似于图27的HEMT 2700，并可以包括在第五材料层301上的绝缘层54。源极电极34S、栅极电极36和漏极电极34D之间的位置关系可以与图24的相同或相似。HEMT
3400可以包括第十一氧化区域76和/或第十二氧化区域77。第十一氧化区域76和第十二氧化区域77参照图24描述。

[0078] 图35-图38是示出根据示例实施例制造图1的HEMT 100的方法的截面图。参照图35，可以依次形成衬底(未示出)和缓冲层(未示出)。第一材料层30和第二材料层32可以依次形成在缓冲层上。源极电极34S和漏极电极34D可以形成在第二材料层32上以彼此间隔开。掩模M1可以形成在第二材料层32上，掩模M1用于覆盖源极电极34S和漏极电极34D并用于暴露第二材料层32的在源极电极34S与漏极电极34D之间的部分。氧处理60可以在第二材料层32的暴露部分上进行。氧处理60可以进行例如约10秒至约600秒。
第二材料层32的暴露部分可以通过氧处理60而被氧化。氧处理60可以通过使用O2等离子体、O2退火、O3、紫外(UV)氧化、O基团(O radicals)和O注入中的任何一个来进行。参照图36，第一氧化区域38可以形成在源极电极34S与漏极电极34D之间的第二材料层32中。

[0079] 参照图37，栅极材料层37可以形成在第一氧化区域38的顶表面上。栅极材料层37还可以形成在掩模M1上。栅极材料层37可以是用于形成栅极电极36的材料。掩模M1可以通过使用剥离方法去除。掩模M1上的栅极材料层37也可以被去除。参照图38，保留在第二材料层32的第一氧化区域38上的栅极材料层37可以是栅极电极36。

[0080] 图39-图43是示出根据示例实施例制造图2的HEMT的方法的截面图。参照图39，源极电极34S和漏极电极34D可以形成在第二材料层32上以彼此间隔开，且绝缘层40可以形成在源极电极34S与漏极电极34D之间的第二材料层32上。绝缘层40可以通过使用原位工艺形成。绝缘层40可以被形成为接触源极电极34S和漏极电极34D。

[0081] 参照图40，源极电极34S、漏极电极34D和绝缘层40可以被掩模M2覆盖。掩模M2的对应于绝缘层40下的第一氧化区域38的部分可以被去除以暴露部分绝缘层40。氧处理60可以在绝缘层40的暴露部分上进行。氧处理60可以以比不使用绝缘层40的情形更高的功率执行。通过调整氧处理60中使用的功率，可以控制形成在第二材料层32中的第一氧化区域38的深度以及包含在第一氧化区域38中的氧的浓度。第一氧化区域38的深度可以从第二材料层32的顶表面测量。

[0082] 参照图41，第一氧化区域38可以形成在第二材料层32的对应于绝缘层40的暴露部分的部分中。参照图42，可以形成栅极材料层37从而覆盖绝缘层40的暴露部分。栅极材料层37还可以形成在掩模M2上。当去除掩模M2时，也可以去除形成在掩模M2上的栅极材料层37。参照图43，栅极材料层37可以保留在对应于绝缘层40的第一氧化区域38的部分上。栅极材料层37可以为图2的栅极电极36。形成在绝缘层40上的栅极材料层37的位置可以由氧处理60中使用的掩模M2来确定。用作栅极电极36的栅极材料层37的位置可以通过掩模M2自对准。可以不需要用于形成栅极材料层37的单独掩模，并且可以减少工艺的数目。

[0083] 图44和图45是示出根据示例实施例制造图3的HEMT的方法的截面图。参照图44，掩模M3可以形成在第二材料层32上，以覆盖源极电极34S和漏极电极34D。掩模M3可以暴露第二材料层32的在源极电极34S与漏极电极34D之间的第一区域32A。掩模M3可以是感光图案。图3的第二氧化区域42可以形成在第一区域32A中。可以在第一区域32A上进行氧处理70。氧处理70可以与图35的氧处理60相同或相似。图44的氧处理70可以在比图35的氧处理60的情形低的功率下进行。

[0084] 参照图45，作为氧处理70的结果，第二氧化区域42可以形成在第二材料层32中。栅极电极36可以形成在源极电极34S与第二氧化区域42之间的第二材料层32上。栅极电极36可以形成为与源极电极34S间隔开并接触第二氧化区域42。

[0085] 在形成第二氧化区域42期间，与第二材料层32的其它部分相比，第二材料层32的其中形成第二氧化区域42的部分的极化可以减小。在图45中，第二氧化区域42的极化电荷量小于第二材料层32的其余部分的极化电荷量，这可以表明第二氧化区域42的极化与第二材料层32的其余部分相比减小了。

[0086] 尽管没有示出，为了形成图4的HEMT，在形成第二氧化区域42之后，在形成栅极电极36之前，如图4所示，覆盖第二氧化区域42的绝缘层40可以形成在源极电极34S与漏极电极34D之间的第二材料层32上，然后栅极电极36可以形成在绝缘层40上。

[0087] 图46-图52是示出根据示例实施例制造图5和图6的HEMT的方法的截面图。参照图46，源极电极34S和漏极电极34D可以形成在第二材料层32上以彼此间隔开。掩模M4可以形成在第二材料层32上，掩模M4覆盖源极电极34S和漏极电极34D。掩模M4可以暴露第二材料层32的在源极电极34S与漏极电极34D之间的第二区域32B。第一氧化区域38和第二氧化区域42可以形成在第二区域32B中。

[0088] 参照图47，可以在第二区域32B上进行氧处理80。氧处理80可以与图35的氧处理60相同或相似。参照图48，通过进行氧处理80，第十七氧化区域92可以形成在第二材料层32的第二区域32B中。掩模M4可以被去除。第十七氧化区域92可以形成至图5的第二氧化区域42的深度。第十七氧化区域92的极化性可以小于第二材料层32的极化性。如图48所示，第十七氧化区域92和第二材料层32的其余部分的极化电荷量可以不同。

[0089] 参照图49，掩模M5可以形成在第二材料层32上，掩模M5覆盖源极电极34S和漏极电极34D，并覆盖第十七氧化区域92的一部分。第十七氧化区域92的被掩模M5覆盖的部分可以对应于图5的第二氧化区域42。掩模M5可以暴露第十七氧化区域92的一部分，该部分对应于图5的第一氧化区域38。可以在第十七氧化区域92的暴露部分上进行氧处理90。氧处理90可以在例如比图47的氧处理80更高的功率下进行。

[0090] 参照图50，第一氧化区域38可以形成在第十七氧化区域92的暴露部分中，第一氧化区域38可以延伸至比第十七氧化区域92更大的深度。由于第一氧化区域38的形成，可以降低第一氧化区域38的极化并可以减小第一氧化区域38之下的第一材料层30的2DEG沟道(-)中包含的电子的浓度。氧处理90可以与图35的氧处理60相同或相似，并可以使用与图35的氧处理60相同或相似的功率。通过进行图47和图49的氧处理80和90，台阶状的氧化区域38+92可以形成在第二材料层32中。第十七氧化区域92的被掩模M5覆盖的部分可以用作LDD区域。

[0091] 参照图51，栅极电极36可以形成在第一氧化区域38上。栅极电极36可以通过使用与用于形成图38的栅极材料层37的方法相同或相似的方法形成。参照图52，在形成图46的掩模M4之前，绝缘层40可以形成在源极电极34S与漏极电极34D之间的第二材料层
32上。可以根据图47-图51进行随后的操作，从而制造图6的HEMT。

[0092] 图7-图21的HEMT可以通过使用与参照图35-图51描述的方法相同或相似的方法制造，除了沟道增加层44或绝缘层54可以形成在第二材料层32上，沟道增加层44和/或第二材料层32可以被氧化以及绝缘层54和/或第二材料层32可以被氧化之外。省略制造图7-图21的HEMT的方法的详细描述。

[0093] 图22-图25的HEMT可以通过与参照图35-图51描述的方法相同或相似的方式来制造，除了第三材料层101和绝缘层54可以依次形成在第二材料层32上，或者第三材料层101、沟道增加层44和绝缘层40可以依次形成在第二材料层32上，以及沟道增加层44和绝缘层54可以一起被氧化之外。省略制造图22-图25的HEMT的方法的详细描述。

[0094] 图26和图28-图32的HEMT可以通过与参照图22-图25描述的方法相同或相似的方式制造，除了第一材料层30和第二材料层32可以颠倒以及第三材料层101和第二材料层32可以由相同的材料形成之外。省略对制造图26和图28-图32的HEMT的方法的详细描述。图27、图33和图34的HEMT可以通过与参照图26、图29和图32描述的方法相同或相似的方式制造，除了第五材料层301可以进一步形成在第四材料层201上之外。省略对制造图27、图33和图34的HEMT的方法的详细描述。

[0095] 图53-图56是示出对根据示例实施例的不包括绝缘层和沟道增加层的HEMT进行氧处理的模拟结果的曲线图。参照图53-图56，水平轴为施加的电压，竖直轴为基于施加电压的漏极电流(Id)。氧处理通过使用O2等离子体进行。图53示出没有进行氧处理的结果。图54-图56分别示出氧处理进行一分钟、两分钟和三分钟的情形的结果。与图53-图56相比，随着用于进行氧处理的时间周期增加，阈值电压可以增大。该结果表明，随着用于进行氧处理的时间周期增加，HEMT的击穿电压可以增大，第二材料层32的极化性可以减小，并且氧可以在第二材料层32的氧化区域中用作受主。

[0096] 图57和图58是示出对根据示例实施例的包括绝缘层40或54的MIS-HEMT进行氧处理的模拟结果的曲线图。Al2O3层用作绝缘层40或54。氧处理使用O2等离子体方法。在图57和图58中，水平轴为施加的电压，竖直轴为基于施加电压的漏极电流(Id)。

[0097] 图57示出具有3nm的厚度的Al2O3层用作绝缘层40或54并且没有进行氧处理的情形的结果。图58示出在具有3nm的厚度的Al2O3层用作绝缘层40或54并且氧处理通过使用O2等离子体方法在200W的功率对Al2O3层进行约两分钟的情形的结果。参照图57和图58，当形成Al2O3层并对Al2O3层进行氧处理时，HEMT的阈值电压可以增大。该结果表明，当形成绝缘层40或54并对绝缘层40或54进行氧处理时，HEMT的击穿电压可以增大。

[0098] 图59-图61是示出对根据示例实施例的包括沟道增加层的HEMT进行氧处理的模拟结果的曲线图。SiN层用作沟道增加层44。氧处理通过使用O2等离子体方法进行。在图59-图61中，水平轴为施加的电压，竖直轴为基于施加电压的漏极电流(Id)。图59示出HEMT不包括沟道增加层44的情形的结果。图60示出具有9nm的厚度的SiN层用作沟道增加层44并且不进行氧处理的情形的结果。图61示出具有9nm的厚度的SiN层用作沟道增加层44并且对沟道增加层44进行三分钟氧处理的情形的结果。

[0099] 对比图59-图61，沟道增加层44可以增大HEMT的导通电流(例如，阈值电压可以减小)。在对沟道增加层44进行氧处理之后，阈值电压可以恢复到没有形成沟道增加层44时的阈值电压。结果，当进行氧处理时，可以抑制沟道增加层44的作用。

[0100] 尽管已经具体示出并描述了示例实施例，但是本领域普通技术人员将理解，可以在形式和细节上进行变化，而不背离权利要求书的精神和范围。