[發(fā)明專利]半導(dǎo)體裝置及其制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810100204.0
• 申請(qǐng)日: 2018-02-01
• 公開（公告）號(hào): CN110112211A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林信志;洪章響;黃嘉慶;林永豪;李家豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 世界先進(jìn)積體電路股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/41
• 分類號(hào): H01L29/41;H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;郭曉宇

本發(fā)明提出一種半導(dǎo)體裝置及其制造方法，其中半導(dǎo)體裝置包含化合物半導(dǎo)體層設(shè)置于基底上，保護(hù)層設(shè)置于化合物半導(dǎo)體層上，以及源極電極、漏極電極和柵極電極穿過保護(hù)層且位于化合物半導(dǎo)體層上，其中柵極電極設(shè)置于源極電極與漏極電極之間。此半導(dǎo)體裝置還包含多個(gè)場(chǎng)板設(shè)置于保護(hù)層上方，且位于柵極電極與漏極電極之間，其中這些場(chǎng)板彼此隔開。此外，也提供半導(dǎo)體裝置的制造方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例是有關(guān)于半導(dǎo)體裝置，且特別是有關(guān)于具有場(chǎng)板的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。

背景技術(shù)

氮化鎵系(GaN-based)半導(dǎo)體材料具有許多優(yōu)秀的材料特性，例如高抗熱性、寬能隙(band-gap)、高電子飽和速率。因此，氮化鎵系半導(dǎo)體材料適合應(yīng)用于高速與高溫的操作環(huán)境。近年來，氮化鎵系半導(dǎo)體材料已廣泛地應(yīng)用于發(fā)光二極管(light emitting diode，LED)元件、高頻率元件，例如具有異質(zhì)界面結(jié)構(gòu)的高電子遷移率晶體管(high electronmobility transistor，HEMT)。

場(chǎng)板通常設(shè)置于半導(dǎo)體裝置的高電場(chǎng)區(qū)，其用于降低高電場(chǎng)區(qū)的峰值電場(chǎng)(peakelectric field)，其中一種場(chǎng)板是連接至柵極的場(chǎng)板(即柵極場(chǎng)板)，其可降低柵極在漏極側(cè)上的電場(chǎng)強(qiáng)度。因此，柵極場(chǎng)板可提升半導(dǎo)體裝置的崩潰電壓(breakdown voltage)，以容許半導(dǎo)體裝置應(yīng)用于高電壓操作。另一種場(chǎng)板是連接至源極的場(chǎng)板(即源極場(chǎng)板)，由于源極場(chǎng)板的電壓可獨(dú)立于柵極的電壓，故其可降低柵極至漏極電容(C_gd)。因此，源極場(chǎng)板可提升半導(dǎo)體裝置的操作速度。

隨著氮化鎵系半導(dǎo)體材料的發(fā)展，這些使用氮化鎵系半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體裝置應(yīng)用于更嚴(yán)苛工作環(huán)境中，例如更高頻、更高溫或更高電壓。因此，具有氮化鎵系半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體裝置的工藝條件也面臨許多新的挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一些實(shí)施例提供半導(dǎo)體裝置，此半導(dǎo)體裝置包含化合物半導(dǎo)體層設(shè)置于基底上，保護(hù)層設(shè)置于化合物半導(dǎo)體層上，以及源極電極、漏極電極和柵極電極穿過保護(hù)層且位于化合物半導(dǎo)體層上，其中柵極電極設(shè)置于源極電極與漏極電極之間。此半導(dǎo)體裝置還包含多個(gè)場(chǎng)板設(shè)置于保護(hù)層上方且位于柵極電極與漏極電極之間，其中這些場(chǎng)板彼此隔開。

本發(fā)明的一些實(shí)施例提供半導(dǎo)體裝置，此半導(dǎo)體裝置包含化合物半導(dǎo)體層設(shè)置于基底上，第一保護(hù)層設(shè)置于化合物半導(dǎo)體層上，第二保護(hù)層設(shè)置于第一保護(hù)層上，以及源極電極、漏極電極和柵極電極穿過第一保護(hù)層和第二保護(hù)層且位于化合物半導(dǎo)體層上，其中柵極電極設(shè)置于源極電極與漏極電極之間。此半導(dǎo)體裝置還包含第一場(chǎng)板設(shè)置于柵極電極與漏極電極之間，以及第二場(chǎng)板設(shè)置于漏極電極與第一場(chǎng)板之間且位于第二保護(hù)層上，其中第一場(chǎng)板穿過第二保護(hù)層且位于第一保護(hù)層上，并且柵極電極、第一場(chǎng)板和第二場(chǎng)板彼此隔開。

本發(fā)明的一些實(shí)施例提供半導(dǎo)體裝置的制造方法，此方法包含在基底上形成化合物半導(dǎo)體層，在化合物半導(dǎo)體層上形成第一保護(hù)層，形成柵極電極穿過第一保護(hù)層且位于化合物半導(dǎo)體層上，在第一保護(hù)層上方形成多個(gè)場(chǎng)板，其中這些場(chǎng)板彼此隔開，以及形成源極電極和漏極電極穿過第一保護(hù)層且位于化合物半導(dǎo)體層上，其中柵極電極位于源極電極與漏極電極之間，且這些場(chǎng)板位于柵極電極與漏極電極之間。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于，本發(fā)明實(shí)施例利用在柵極電極與漏極電極之間設(shè)置多個(gè)彼此隔開的源極場(chǎng)板，以減緩柵極電極在靠近漏極電極的側(cè)邊的電場(chǎng)梯度。因此，本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置具有崩潰電壓與柵極至漏極電容的良好平衡，進(jìn)而提升半導(dǎo)體裝置的效能。

附圖說明

通過以下詳細(xì)描述和范例配合所附圖式，可以更加理解本發(fā)明實(shí)施例。為了使圖式清楚顯示，圖式中各個(gè)不同的元件可能未依照比例繪制，其中：

圖1A至圖1E是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，說明形成半導(dǎo)體裝置在各個(gè)不同階段的剖面示意圖。

圖2A至圖2C是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，顯示半導(dǎo)體裝置的上視示意圖。