[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 200910170974.3
• 申請日: 2009-08-31
• 公開（公告）號: CN101661937A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 鐮田陽一;岡本直哉
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L23/532;H01L21/768;H03F3/04;H04B1/02
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司
• 代理人: 張浴月;張志杰

相關申請交叉引用

本申請基于申請日為2008年8月29日的日本專利申請No.2008-221412 并要求該申請的優先權，在此通過參考將該申請的全部內容合并于本申請 中。

技術領域

本發明涉及一種半導體器件及其制造方法。

背景技術

希望諸如用于功率放大的場效應晶體管的半導體器件能被小型化，使得 件能以更低地成本制造這種半導體器。

然而，由于半導體器件的小型化，使得布線之間的距離會變得更窄，更 具體而言使得彼此相交(intersect)的布線(所述布線之間插入有絕緣膜)之 間的距離變得更窄。這種布線之間的距離變窄使布線之間產生較大的寄生電 容，并使得難以在半導體器件中進行高頻操作。

空氣橋布線(air-bridge?wiring)已被有效地采用以減少通過插入在布線 之間的絕緣膜而彼此相交的布線之間的寄生電容。特別是，空氣橋布線能夠 有效地實現用于功率放大的場效應晶體管的高速運行，其中多個場效應晶體 管(FET)(稱作“多柵極晶體管”)設置在同一半導體襯底上方。

將多個FET排列成一行，各端子(源極、漏極和柵極)通過梳狀 (comb-shaped)電極連接到其它相應端子，以形成多柵極晶體管。在這種多 柵極晶體管中，在源電極與多個源極連接、以及柵電極與多個柵極連接的位 置處不可避免地會形成交叉點(intersections)。

為防止柵電極和源電極接觸，將橋布線(bridge?wiring)結構設置在交 叉點處。橋布線結構是這樣一種結構：一個電極通過立體交叉(overhead crossing)橫跨過另一電極，其中兩電極之間插入有絕緣膜(例如，參見日本 特開專利申請2003-197740)。

由于將高介電常數的絕緣膜設置在交叉布線(crossing?wirings)之間， 因此橋式布線結構中的寄生電容變得更大。因此，使用以一間隔將交叉布線 分隔開的空氣橋布線以實現多柵極晶體管的高速運行。

廣泛使用具有高導電率的金(Au)作為形成空氣橋布線的金屬層。然而， 金是軟金屬，單有金很難維持空氣橋結構。因此，將包括鈦(Ti)和鉑(Pt) 的層疊結構(laminated?structure)用作支撐體(support?body)，以形成Ti/Pt/Au 層疊結構，并形成空氣橋布線。這里，使用Ti以實現襯底和空氣橋層之間更 好的粘合，并且Au層由Pt層支撐(例如，參見日本特開專利申請 2007-150282)。

近年來，高電子遷移率晶體管(HEMT)作為高頻、高輸出晶體管正受 到更多關注，在HEMT中，溝道層是由氮化鎵(GaN)形成的(下文將由氮 化鎵(GaN)形成其溝道層的HEMT稱作“GaN-HEMT”)。

由于與Si和GaAs的帶隙(band?gap)相比，GaN的帶隙更寬，因此 GaN-HEMT適于在高溫下運行。而且，由于GaN-HEMT的擊穿電壓高，因 此GaN-HEMT適于在高壓下運行。因此，即便將GaN-HEMT小型化并使其 在大電流下運行，GaN-HEMT也很少出現由運行溫度升高或者電場增強而引 起的故障。

為此原因，包括GaN-HEMT的多柵極晶體管被用作高頻/高輸出功率放 大器。

發明內容

因此，本發明一方案的目標在于提供一種半導體器件，包括：沿第一方 向延伸的第一布線，以及沿與所述第一方向交叉的第二方向延伸的第二布 線，所述第二布線設置為在所述第一布線和所述第二布線之間插入有一間 隔，并且所述第二布線包括鉭層、在所述鉭層上方形成的氮化鉭層以及在所 述氮化鉭層上方形成的金屬層。

通過在權利要求書中具體指出的元件及其組合可以實現并達到本發明 的目標和優勢。

應當理解的是，上文的概括性描述和下文的詳細描述都是示例性和解釋 性的，并非對所要求保護的發明進行限制。

附圖說明

圖1示出Ti/Pt/Au空氣橋布線的左側端的放大視圖；

圖2示出由圖1中的虛線圍住的區域A的放大視圖；

圖3是表示TaN中的氮濃度和反應時間之間的關系的曲線圖；

圖4示出Ti/TaN/Au空氣橋布線的橫截面圖；

圖5A-圖5H示出Ti/TaN/Au空氣橋布線的制造過程的橫截面圖；

圖6示出根據第一實施例的多柵極晶體管的結構透視圖；