[發明專利]半導體裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201810728556.0
• 申請日: 2018-07-05
• 公開（公告）號: CN110690275B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 李家豪;洪章響;馬洛宜·庫馬;廖志成
• 申請（專利權）人: 世界先進積體電路股份有限公司
• 主分類號: H01L29/41
• 分類號: H01L29/41;H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯;任默聞

本發明實施例提供一種半導體裝置及其制造方法，其中，該半導體裝置包含設置于襯底上的化合物半導體層，以及設置于化合物半導體層上的保護層。源極電極、漏極電極和柵極電極穿過保護層且設置于化合物半導體層上。此半導體裝置還包含柵極場板，其連接柵極電極且設置于保護層介于柵極電極與漏極電極之間的部分上。柵極場板具有延伸至保護層中的延伸部。本發明實施例利用柵極場板具有延伸至保護層中的延伸部，其可減緩柵極電極在靠近漏極電極的側邊的電場梯度，以提升半導體裝置的擊穿電壓，進而提升半導體裝置的效能。

技術領域

本發明實施例是有關于半導體裝置，且特別是有關于具有場板的半導體裝置及其制造方法。

背景技術

氮化鎵系(GaN-based)半導體材料具有許多優秀的材料特性，例如高抗熱性、寬能隙(band-gap)、高電子飽和速率。因此，氮化鎵系半導體材料適合應用于高速與高溫的操作環境。近年來，氮化鎵系半導體材料已廣泛地應用于發光二極體(lightemitting?diode，LED)器件、高頻率器件，例如具有異質界面結構的高電子遷移率晶體管(high?electronmobility?transistor，HEMT)。

場板通常設置于半導體裝置的高電場區，其用于降低高電場區的峰值電場(peakelectric?field)，其中一種場板是電連接至柵極的場板(即柵極場板)，其可降低柵極在漏極側上的電場強度。因此，柵極場板可提升半導體裝置的擊穿電壓(breakdownvoltage)，以容許半導體裝置應用于高電壓操作。

隨著氮化鎵系半導體材料的發展，這些使用氮化鎵系半導體材料的半導體裝置應用于更嚴苛工作環境中，例如更高頻、更高溫或更高電壓。因此，具有氮化鎵系半導體材料的半導體裝置的制造工藝條件也面臨許多新的挑戰。

發明內容

本發明的一些實施例提供半導體裝置，此半導體裝置化合物半導體層設置于襯底之上，保護層設置于化合物半導體層之上，以及源極電極、漏極電極和柵極電極穿過保護層且設置于化合物半導體層之上。此半導體裝置還包含柵極場板，其連接柵極電極且設置于保護層介于柵極電極與漏極電極之間的部分之上。柵極場板具有延伸至保護層中的延伸部。

本發明的一些實施例提供半導體裝置的制造方法，此方法包含在襯底之上形成化合物半導體層，在化合物半導體層之上形成第一保護層，穿過保護層形成源極電極、漏極電極和柵極電極于化合物半導體層之上，以及在保護層介于柵極電極與漏極電極之間的部分之上形成柵極場板，以連接柵極電極，其中柵極場板具有延伸至保護層中的延伸部。

本發明實施例利用柵極場板具有延伸至保護層中的延伸部，其可減緩柵極電極在靠近漏極電極的側邊的電場梯度，以提升半導體裝置的擊穿電壓(breakdown?voltage)，進而提升半導體裝置的效能。

附圖說明

通過以下詳細描述和范例配合所附圖式，可以更加理解本發明實施例。為了使圖式清楚顯示，圖式中各個不同的器件可能未依照比例繪制，其中：

圖1A至圖1H是根據本發明的一些實施例，說明形成半導體裝置在各個不同階段的剖面示意圖。

圖2A至圖2H是根據本發明的另一些實施例，說明形成半導體裝置在各個不同階段的剖面示意圖。

100、200～半導體裝置；

102～襯底；

104～緩沖層；

106～氮化鎵半導體層；

108～氮化鎵鋁半導體層；

109～摻雜的化合物半導體區塊；

110～第一保護層；

112～第二保護層；

114～源極電極；