[發明專利]半導體器件及其制作方法

在審

• 申請號: 201810802979.2
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN109037329A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 劉美華;林信南;劉巖軍
• 申請（專利權）人: 深圳市晶相技術有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 深圳精智聯合知識產權代理有限公司 44393
• 代理人: 夏聲平

本發明涉及半導體技術領域，提供一種半導體器件及其制作方法。所述半導體器件包括：第一介質層；第二介質層延伸至第一柵極接觸孔內以覆蓋所述第一柵極接觸孔的底部；第一柵極金屬層延伸至所述第一柵極接觸孔內以覆蓋位于所述第一柵極接觸孔底部的所述第二介質層；第三介質層延伸至第二柵極接觸孔內以覆蓋所述第二柵極接觸孔的底部；第二柵極金屬層延伸至所述第二柵極接觸孔內以覆蓋位于所述第二柵極接觸孔底部的所述第三介質層；第一源/漏極；第二源/漏極；柵極。本發明的雙柵極金屬結構的半導體器件，可以獲得更好的器件開關特性。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種半導體器件以及一種半導體器件的制作方法。

背景技術

現有的ALGaN(氮化鋁鎵)/GaN(氮化鋁鎵)HEMT(High Electron MobilityTransistor，高電子遷移率晶體管)等半導體器件往往開關特性不好，因此，需要提出一種能夠增強開關特性的半導體器件及其制作方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種雙柵極金屬結構的半導體器件及其制作方法，可以增強器件的開關特性。

具體地，本發明實施例提供的一種半導體器件，包括：半導體基板；第一介質層，設置于所述半導體基板上；第二介質層，設置于所述第一介質層上、且延伸至第一柵極接觸孔內以覆蓋所述第一柵極接觸孔的底部，所述第一柵極接觸孔貫穿所述第一介質層且伸入所述半導體基板內部；第一柵極金屬層，設置于所述第二介質層上、且延伸至所述第一柵極接觸孔內以覆蓋位于所述第一柵極接觸孔底部的所述第二介質層；第三介質層，設置于所述第一柵極金屬層上、且延伸至第二柵極接觸孔內以覆蓋所述第二柵極接觸孔的底部，所述第二柵極接觸孔依次貫穿所述第一柵極金屬層、所述第二介質層和所述第一介質層且伸入所述半導體基板內部；第二柵極金屬層，設置于所述第三介質層上、且延伸至所述第二柵極接觸孔內以覆蓋位于所述第二柵極接觸孔底部的所述第三介質層；第一源/漏極，設置于所述第二柵極金屬層上、且填充第一源/漏極接觸孔，所述第一源/漏極接觸孔依次貫穿所述第二柵極金屬層、所述第三介質層、所述第一柵極金屬層、所述第二介質層和所述第一介質層；第二源/漏極，設置于所述第一柵極金屬層上、且填充第二源/漏極接觸孔，所述第二源/漏極接觸孔依次貫穿所述第一柵極金屬層、所述第二介質層和所述第一介質層；以及柵極，設置于所述第一柵極金屬層和所述第二柵極金屬層上、且填充所述第一柵極接觸孔和所述第二柵極接觸孔。

在本發明其中一個實施例中，所述第一柵極金屬層由第一金屬組成，所述第二柵極金屬層由第二金屬組成，所述第一金屬的功函數低于所述第二金屬的功函數；所述第一柵極接觸孔和所述第二柵極接觸孔相連通。

在本發明其中一個實施例中，所述第一金屬為鋁金屬或鎳金屬，所述第二金屬為鈷金屬或鉬金屬。

在本發明其中一個實施例中，所述半導體基板包括：硅襯底，以及設置于所述硅襯底表面的氮化鎵緩沖層和設置于所述氮化鎵緩沖層表面的氮化鎵鋁層。

在本發明其中一個實施例中，所述第一柵極接觸孔和所述第二柵極接觸孔分別伸入所述氮化鎵鋁層。

在本發明其中一個實施例中，所述第一柵極接觸孔的寬度與所述第二柵極接觸孔的寬度的比例為1:1。

在本發明其中一個實施例中，所述氮化鎵緩沖層和所述氮化鎵鋁層之間形成有二維電子氣溝道。

在本發明其中一個實施例中，所述第一源/漏極、所述第二源/漏極和/或所述柵極由歐姆接觸金屬組成，所述歐姆接觸金屬從下至上依次包括：第一鈦金屬層、鋁金屬層、第二鈦金屬層和氮化鈦層。