[發明專利]半導體器件和電子裝置

有效

• 申請號: 201410069182.8
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN104037211B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 柳田將志;兼松成
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司11290
• 代理人: 曹正建,陳桂香

技術領域

本發明涉及諸如異質結構場效應管(heterostructure field-effect transistor，HFET)等半導體器件和包括有該半導體器件的電子裝置。

背景技術

諸如InP、GaAs或GaN等所謂的化合物半導體在電子遷移率、電子飽和速度和介質擊穿電場等方面具有優良的性能。于是，不斷地開發出諸如HFET等由化合物半導體制成的半導體器件。這樣的半導體器件的示例性應用可包括高頻器件單元和功率器件單元。

上述高頻或功率器件單元均具有多個半導體器件，且這些半導體器件(器件區域)彼此隔離。為了隔離每個器件區域，通常使用兩種方法。第一種方法采用半導體層的離子注入。在這種方法中，將離子注入到每個器件區域的周圍區域(器件周邊區域)內的半導體層，從而形成了深能級并增加了器件周邊區域的電阻。第二種方法采用臺面隔離(mesa isolation)。在這種方法中，在器件周邊區域內的半導體層中形成比溝道形成部更深的凹陷。在某寫HFET中，在比二維電子氣(2DEG)區域更深的位置處形成凹陷(例如，參考日本待審查專利申請2003-209126)。然后，將柵極電極設置成跨越器件區域和器件周邊區域。

在設置有凹陷的半導體層的側壁上設置絕緣膜，這是因為如果柵極電極形成為與半導體層的側壁接觸，那么可能產生流經半導體層的泄漏電流。

即使對于如上所述的設置有絕緣膜的半導體器件，也一直需求更高的性能。

發明內容

鑒于此，期望提出具有更高性能的半導體器件和包括該半導體器件的電子裝置。

根據本發明實施例的半導體器件包括：器件區域，其具有包括溝道部的半導體層；器件周邊區域，其鄰接所述器件區域；柵極電極，其設置在所述器件區域內，且具有跨越所述器件區域和所述器件周邊區域的邊界部；導電層，其設置在所述柵極電極與所述半導體層之間；和絕緣層，其設置在所述半導體層與位于所述邊界部處的所述柵極電極之間。

根據本發明實施例的電子裝置設置有半導體器件。所述半導體器件包括：器件區域，其具有包括溝道部的半導體層；器件周邊區域，其鄰接所述器件區域；柵極電極，其設置在所述器件區域內，且具有跨越所述器件區域和所述器件周邊區域的邊界部；導電層，其設置在所述柵極電極與所述半導體層之間；和絕緣層，其設置在所述半導體層與位于所述邊界部處的所述柵極電極之間。

在根據本發明實施例的半導體器件或根據本發明實施例的電子裝置中，通過甚至處于接近于所述絕緣層的位置處(即，所述器件區域的端部上)的所述導電層將來自所述柵極電極的電壓施加到所述半導體層。

根據本發明實施例的半導體器件和根據本發明實施例的電子裝置通過在所述柵極電極與所述半導體層之間設置所述導電層能夠減小將會在所述絕緣層內生成的寄生成分的影響。因此，可以提供具有增強性能的半導體器件和設置有該半導體器件的電子裝置。

應當理解，前面的整體說明和下面的詳細說明都是典型的，且意圖要對請求保護的技術提供進一步的說明。

附圖說明

這里所包括的附圖提供了對本發明的進一步理解，這些附圖被并入本說明書中且構成本說明書的一部分。附圖圖示了實施例，并且與本說明書一起用來解釋本發明的原理。

圖1A是圖示了根據本發明第一實施例的半導體器件的構造的平面圖。

圖1B圖示了沿著圖1A的線A-A′的橫截面構造。

圖1C圖示了圖1A的線B-B′的橫截面構造。

圖2A是圖示了沒有設置圖1的絕緣層的半導體器件的說明性平面圖。

圖2B圖示了沿著圖2A的線A-A′的橫截面構造。

圖2C圖示了圖2A的線B-B′的橫截面構造。

圖3是用來說明圖1C的導電層的材料的Vg-Id特性圖。

圖4A圖示了圖1C的器件區域的端部的能帶分布。

圖4B圖示了圖1C的器件區域的中心的能帶分布。

圖5A是圖1A的半導體器件的典型制造過程的橫截面圖。

圖5B是從不同方向上觀察的圖5A的過程的橫截面圖。

圖6A是圖5A的過程之后的過程的橫截面圖。

圖6B是圖5B的過程之后的過程的橫截面圖。

圖7A是圖6A的過程之后的過程的橫截面圖。

圖7B是圖6B的過程之后的過程的橫截面圖。

圖8A是圖7A的過程之后的過程的橫截面圖。

圖8B是圖7B的過程之后的過程的橫截面圖。

圖9是圖示了根據比較例的半導體器件的構造的橫截面圖。