[發明專利]高電子遷移率晶體管及其制造方法

無效

• 申請號: 201210427387.X
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103311289A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 崔赫洵;金鐘燮;申在光;吳在浚;河種奉;黃仁俊
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/417;H01L29/423;H01L21/335
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 屈玉華

技術領域

本公開涉及功率器件（power?device），更具體地，涉及高電子遷移率晶體管（HEMT）及其制造方法。

背景技術

高電子遷移率晶體管（HEMT）是一種功率器件并包括2維電子氣（2DEG），其在溝道層中用作載流子。由于2DEG用作載流子，所以HEMT的遷移率比一般晶體管大得多。

HEMT包括具有寬帶隙的化合物半導體。因此，HEMT的擊穿電壓可以高于一般晶體管的擊穿電壓。

HEMT的擊穿電壓可以與包括2DEG的化合物半導體層（例如，氮化鎵（GaN）層）的厚度成比例地增大。因此，通過形成大厚度的GaN層可以增大HEMT的擊穿電壓。

然而，形成GaN層需要長時間，因此HEMT的產率會降低。所以，采用去除硅基板的方法以增大HEMT的擊穿電壓。

發明內容

本發明提供了高電子遷移率晶體管（HEMT），該高電子遷移率晶體管的封裝是容易的。

本發明提供了制造HEMT的方法。

額外的方面將在隨后的描述中部分地闡述，并且將從描述中部分地變明顯，或者可以通過實踐給出的實施方式而習之。

根據本發明的方面，HEMT包括：緩沖層；溝道層，形成在緩沖層上并包括二維電子氣（2DEG）溝道；溝道提供層，形成在溝道層上；源電極、漏電極和柵電極，形成在溝道提供層上；源極接觸墊，連接到源電極；漏極接觸墊，連接到漏電極；以及柵極接觸墊，連接到柵電極，其中源極接觸墊、漏極接觸墊和柵極接觸墊中的一個或兩個設置在緩沖層的外表面上，其余接觸墊設置在不同方向上。

源極接觸墊和柵極接觸墊可以設置在緩沖層的外表面上，漏極接觸墊可以設置在不同方向上。

在緩沖層的外表面上設置的一個或兩個接觸墊可以通過穿過緩沖層、溝道層和溝道提供層而連接到相應的電極。

漏極接觸墊和柵極接觸墊可以設置在緩沖層的外表面上，源極接觸墊可以設置在不同方向上。

源極接觸墊、漏極接觸墊和柵極接觸墊可以通過設置在2DEG溝道外的墊而分別連接到源電極、漏電極和柵電極。

在不同方向設置的接觸墊可以通過接合金屬層和接合到接合金屬層的導電承載晶片而連接到相應的電極。導電承載晶片可以包括硅、金屬、鋁氮化物（AlN）或直接敷銅（DBC）。接合金屬層可以包括包含Cu、Au和Sn之一的合金。

源極接觸墊、漏極接觸墊和柵極接觸墊可以是金屬墊或高摻雜硅墊。

根據本發明的另一方面，一種制造HEMT的方法包括：在硅基板上順序地形成緩沖層、包括二維電子氣（2DEG）溝道的溝道層以及溝道提供層；在溝道提供層上形成源電極、漏電極和柵電極；形成連接到源電極的源極接觸墊；形成連接到漏電極的漏極接觸墊；以及形成連接到柵電極的柵極接觸墊，其中源極接觸墊、漏極接觸墊和柵極接觸墊中的一個或兩個形成在緩沖層的外表面上，其余接觸墊形成在不同方向上。

源極接觸墊和柵極接觸墊可以形成在緩沖層的外表面上，漏極接觸墊可以形成在不同方向上。

漏極接觸墊和柵極接觸墊可以形成在緩沖層的外表面上，源極接觸墊可以形成在不同方向上。

在緩沖層的外表面上形成接觸墊可以包括：形成通孔，該通孔穿過緩沖層、溝道層和溝道提供層并且暴露與接觸墊相應的電極；以及用接觸墊的材料填充通孔。

源極接觸墊、漏極接觸墊和柵極接觸墊可以通過在2DEG溝道外形成的墊而分別連接到源電極、漏電極和柵電極。

在不同方向上形成接觸墊可以包括：形成接合金屬層，該接合金屬層連接到與接觸墊相關的電極，該接觸墊形成在不同方向上；將導電承載晶片貼附到接合金屬層；以及在導電承載晶片上形成接觸墊，該接觸墊形成在不同方向上。

根據本發明示范實施方式的HEMT不包括在溝道層下面的硅基板，因此可以具有高的擊穿電壓。另外，HEMT包括接觸墊。接觸墊之一設置在HEMT的第一側，其余的接觸墊設置在HEMT的第二側。第一側在第二側的相反方向上，因此可以使用現有的封裝工藝。所以，與現有的HEMT相比，可以簡單地執行HEMT的封裝工藝。

附圖說明

通過下文結合附圖對實施方式的描述，本發明的上述和/或其它方面將變得明顯且更易于理解，附圖中：

圖1為橫截面圖，示出根據本發明實施方式的高電子遷移率晶體管（HEMT）；

圖2至圖15為橫截面圖，順序地示出根據本發明實施方式的制造HEMT的方法；以及

圖16為橫截面圖，示出根據示例實施方式的高電子遷移率晶體管（HEMT）。

具體實施方式