[發明專利]一種降低三五族半導體器件寄生電容的方法及三五族半導體器件結構

在審

• 申請號: 201911215121.7
• 申請日: 2019-12-02
• 公開（公告）號: CN112993018A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 何偉志;吳俊鵬
• 申請（專利權）人: 吳俊鵬;陳紀宇
• 主分類號: H01L29/20
• 分類號: H01L29/20;H01L29/40;H01L29/78
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 董科

一種三五族半導體器件，包括:具有源極區及漏極區的襯底、源極，設置于襯底且對應于源極區、漏極，設置于襯底且對應于漏極區、柵極，設置于源極及漏極之間、第一保護層，具有第一凹槽及第二凹槽分別設置在源極及漏極上，且覆蓋部分襯底，且于柵極及源極與漏極之間的襯底上沒有覆蓋所述第一保護層、第二保護層，設置在位于漏極的第一保護層的側壁上，且側壁相鄰于所述柵極以及場板結構，設置于第一凹槽及設置于第二凹槽內并覆蓋部分位于源極及漏極上的第一保護層，且在源極上的場板結構延伸至第二保護層上以及覆蓋在相鄰于第二保護層的部分第一保護層，其中在源極區上的第一保護層、場板結構及第一保護層環繞柵極，且場板結構與柵極之間具有空隙。

技術領域

本發明是涉及一種半導體技術領域，特別是有關于一種降低三五族半導體器件寄生電容的方法及三五族半導體器件。

背景技術

化合物半導體器件，例如氮化鎵(GaN)目前已經是射頻(RF)及高功率(Highpower)器件的潮流之一。由于氮化鎵晶體管的寬能帶隙及高的臨界崩潰電壓，所以氮化鎵晶體管是高電壓應用的很好候選者。高電壓應用包含功率轉換器、射頻(RF)功率轉換器、RF開關及其他高電壓應用。但是簡單的晶體管架構，例如具有單一柵極、源極和漏極，無法利用這些電特性。此類氮化鎵晶體管由于漏極電場線集中在柵極的邊緣，并造成過早的崩潰，所以無法實現氮化鎵材料特性標示的最早崩潰電壓。

發明內容

根據現有技術的缺陷，本發明主要的目的在于提供一種降低三五族半導體器件寄生電容的方法及三五族半導體器件，三五族半導體器件可應用在射頻器件領域里，透過降低半導體器的寄生電容，而提升高頻效率。

本發明另一的目的在于提供一種三五族半導體器件，其中，在三五族半導體器件中的場板結構可以有效的降低三五族半導體器件的寄生電容。

本發明的又一目的在于提供一種降低三五族半導體器件寄生電容的方法，其采用場板空橋制程，將環繞柵極上方的保護層移除，使得源極的場板懸空，使得原本為保護層的介電常數變成空氣的介電常數，有效降低寄生電容，但仍然可以保留源極場板來提升崩潰電壓。

本發明的再一目的在于提供一種降低三五族半導體器件寄生電容的方法，采用源極場板蝕刻制程，其主要將柵極上方的場板移除，以有效的降低寄生電容的有效面積，達到降低寄生電容的效果，且此區域的場板無法提供吸引漏極電力線來提供崩潰電壓，因此仍可保有提升崩潰電壓的效果。

本發明的更一目的在于提供一種降低三五族半導體器件寄生電容的方法，采用阻障層減薄制程，主要是將柵極金屬更接近氮化鎵通道層，且在半導體器件的溝槽內源極與漏極側的介質為空氣，由于空氣的介電常數為1，可以有效的降低寄生電容，且沒有改變柵極場板的設計因此仍然可以保持提升崩潰電壓的效果。

根據上述目的，本發明提供一種三五族半導體器件，包括:具有源極區及漏極區的襯底、源極，設置于襯底且對應于源極區、漏極，設置于襯底且對應于漏極區、柵極，設置于源極及漏極之間、第一保護層，具有第一凹槽及第二凹槽分別設置在源極及漏極上，且覆蓋部分襯底，且于柵極及源極與漏極之間的襯底上沒有覆蓋所述第一保護層、第二保護層，設置在位于漏極的第一保護層的側壁上，且側壁相鄰于所述柵極以及場板結構，設置于第一凹槽及設置于第二凹槽內并覆蓋部分位于源極及漏極上的第一保護層，且在源極上的場板結構延伸至第二保護層上以及覆蓋在相鄰于第二保護層的部分第一保護層，其中在源極區上的第一保護層、場板結構及第一保護層環繞柵極，且場板結構與柵極之間具有空隙。