[發(fā)明專利]半導(dǎo)體器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202180001601.2
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113272970B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡凱;黃敬源;葉朝棟;章晉漢
• 申請（專利權(quán)）人: 英諾賽科（蘇州）科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/778;H01L21/335
• 代理公司: 深圳宜保知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44588
• 代理人: 王琴;曹玉存

一種氮基半導(dǎo)體器件，包括第一以及第二氮基半導(dǎo)體層、第一電極、摻雜的氮基半導(dǎo)體層、第二電極以及柵極電極。第二氮基半導(dǎo)體層設(shè)置于第一氮基半導(dǎo)體層上。第一以及第二氮基半導(dǎo)體層共同具有有源部分以及圍繞有源部分的電絕緣部分。第一電極設(shè)置于第二氮基半導(dǎo)體層上。第一電極、摻雜的氮基半導(dǎo)體層、柵極電極以及第二電極設(shè)置于第二氮基半導(dǎo)體層上。每一摻雜的氮基半導(dǎo)體層具有背向第二電極且與界面隔開的側(cè)表面。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體器件。更具體地說，本發(fā)明涉及一種高電子遷移率晶體管(high electron mobility transistor,HEMT)半導(dǎo)體器件，其具有電絕緣部分，且電絕緣部分與摻雜的氮基半導(dǎo)體層的側(cè)表面隔開，從而改進(jìn)HEMT的性能。

背景技術(shù)

近年來，對高電子遷移率晶體管(HEMT)的深入研究非常普遍，特別是在高功率開關(guān)以及高頻應(yīng)用。HEMT利用兩種不同帶隙材料間的異質(zhì)結(jié)界面形成類量子阱結(jié)構(gòu)，可容納二維電子氣(2DEG)區(qū)域，滿足高功率/頻率器件的要求。除了HEMT之外，具有異質(zhì)結(jié)構(gòu)的器件的示例還包括異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(heterojunction bipolar transistors,HBT)、異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)晶體管(heterojunction field effect transistor,HFET)以及調(diào)制摻雜FETs(modulation-doped FETs,MODFET)。目前，需要提高HEMT器件的良率，使其適合大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種氮基半導(dǎo)體器件。氮基半導(dǎo)體器件包括第一氮基半導(dǎo)體層、第二氮基半導(dǎo)體層、一對第一電極、一對摻雜的氮基半導(dǎo)體層、第二電極、一對柵極電極。第二氮基半導(dǎo)體層設(shè)置于第一氮基半導(dǎo)體層上，并且其具有的帶隙大于第一氮基半導(dǎo)體層的帶隙。第一以及第二氮基半導(dǎo)體層共同具有有源部分以及電絕緣部分，電絕緣部分是非半導(dǎo)電的(non-semi-conducting)并且圍繞有源部分以形成界面。第一電極設(shè)置于第二氮基半導(dǎo)體層上。摻雜的氮基半導(dǎo)體層設(shè)置于第二氮基半導(dǎo)體層上且在第一電極之間，其中摻雜的氮基半導(dǎo)體層彼此分離。第二電極設(shè)置于第二氮基半導(dǎo)體層上方且在摻雜的氮基半導(dǎo)體層之間，其中每一個(gè)摻雜的氮基半導(dǎo)體層中具有第一側(cè)表面，第一側(cè)表面背向第二電極并與界面隔開。柵極電極分別設(shè)置于摻雜的氮基半導(dǎo)體層上。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種半導(dǎo)體器件的制造方法。所述方法包括以下步驟。形成第一氮基半導(dǎo)體層。在第一氮基半導(dǎo)體層上形成第二氮基半導(dǎo)體層。在第二氮基半導(dǎo)體層上形成多個(gè)第一導(dǎo)電條帶(strip)。在第二氮基半導(dǎo)體層上形成一對摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶，使得至少一個(gè)第一導(dǎo)電條帶在摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶之間。在第二氮基半導(dǎo)體層、第一導(dǎo)電條帶以及摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶上形成掩模層，使得每一個(gè)摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶具有完全被掩模層覆蓋的側(cè)表面，其中第二氮基半導(dǎo)體層的區(qū)域被掩模層暴露。在第一以及第二氮基半導(dǎo)體層上執(zhí)行離子注入工藝，使得第一以及第二氮基半導(dǎo)體層共同具有位于第二氮基半導(dǎo)體層的暴露區(qū)域正下方的電絕緣部分。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種氮基半導(dǎo)體器件。半導(dǎo)體器件包括第一氮基半導(dǎo)體層、第二氮基半導(dǎo)體層、多個(gè)第一導(dǎo)電條帶、一對摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶以及一對第二導(dǎo)電條帶。第二氮基半導(dǎo)體層設(shè)置于第一氮基半導(dǎo)體層上，并且其具有的帶隙大于第一氮基半導(dǎo)體層的帶隙。第一以及第二氮基半導(dǎo)體層共同具有有源部分以及電絕緣部分，電絕緣部分是非半導(dǎo)電的并且圍繞所述有源部分以形成界面，并且電絕緣部分具有至少一個(gè)凹陷，凹陷具有第一寬度，凹陷接收有源部分。第一導(dǎo)電條帶設(shè)置于第一氮基半導(dǎo)體層上，其中第一導(dǎo)電條帶沿著第一方向延伸并且沿著與第一方向不同的第二方向設(shè)置。摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶設(shè)置于第二氮基半導(dǎo)體層上。摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶沿著第一方向延伸并且沿著第二方向設(shè)置，并且每一個(gè)摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶具有第二寬度，第二寬度小于第一寬度。第二導(dǎo)電條帶分別設(shè)置于摻雜的氮基半導(dǎo)體條帶上。