[發明專利]以面對面布置組合的化合物半導體器件

在審

• 申請號: 202180062793.8
• 申請日: 2021-09-14
• 公開（公告）號: CN116391260A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: J·G·費奧雷恩扎;D·皮埃德拉
• 申請（專利權）人: 美國亞德諾半導體公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 申發振

1.一種半導體器件，包括：

第一化合物半導體器件，包括：

第一半導體層，包括第一阻擋層和第一溝道層，所述第一溝道層由具有第13族元素和第15族元素的化合物材料構成；和

設置在所述第一溝道層上的第一漏極電接觸、第一源極電接觸和第一柵極電接觸；以及

第二化合物半導體器件，包括：

第二半導體層，包括第二阻擋層和第二溝道層，所述第二溝道層由具有第13族元素和第15族元素的化合物材料構成；和

設置在所述第二溝道層上的第二漏極電接觸、第二源極電接觸和第二柵極電接觸；和

其中所述第一化合物半導體器件和所述第二化合物半導體器件以面對面布置耦合，所述面對面布置形成空腔，所述第一柵極電接觸和所述第二柵極電接觸設置在所述空腔中。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中：

在所述第一柵極電接觸和所述第二柵極電接觸之間存在間隙；和

所述間隙為約5納米至約40納米。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中：

所述第一源極電接觸通過設置在所述第一電源電接觸和所述第二電源電接觸之間的一定量的接合材料耦合到所述第二源極電接觸；和

所述第一漏極電接觸通過設置在所述第一漏極電接觸和所述第二漏極電接觸之間的額外量的接合材料耦合到所述第二漏極電接觸。

4.根據權利要求3所述的半導體器件，其中：

所述接合材料包括鋁鍺、銅或金中的至少一種；和

所述空腔中存在包括氮氣或氬氣的氣體。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，其中：

所述第一化合物半導體器件包括耦合到所述第一阻擋層的基板；

耦合到所述基板的金屬層；

設置在第一半導體層和所述基板中的一個或多個通孔；和

所述一個或多個通孔將所述金屬層電連接到所述第一源極電接觸或所述第二源極電接觸中的至少一個。

6.根據權利要求5所述的半導體器件，其中：

所述基板包括碳化硅(SiC)；和

在所述基板內形成一個或多個互連。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，其中：

所述第二化合物半導體器件包括耦合到所述第二阻擋層的附加基板；和

由所述附加基板形成一個或多個凹陷區域，其中所述一個或多個凹陷區域形成一個或多個散熱片，以消散在使用所述化合物半導體器件期間產生的熱量。

8.根據權利要求1所述的半導體器件，其中所述化合物半導體器件在從約25GHz至約35GHz的頻率下具有至少約8瓦/毫米柵極寬度至約12瓦/毫米柵極寬度的功率密度。

9.一種制造化合物半導體器件的方法，所述方法包括：

制造第一化合物半導體器件，所述第一化合物半導體器件包括：

第一半導體層，包括第一阻擋層和第一溝道層,所述第一溝道層由具有第13族元素和第15族元素的化合物材料構成；和

設置在所述第一溝道層上的第一漏極電接觸、第一源極電接觸和第一柵極電接觸；

制造第二化合物半導體器件，所述第二化合物半導體器件包括：

第二半導體層，包括第二阻擋層和第二溝道層，所述第二溝道層由具有第13族元素和第15族元素的化合物材料構成；和

設置在所述第二溝道層上的第二漏極電接觸、第二源極電接觸和第二柵極電接觸；和

以面對面布置將所述第一化合物半導體器件耦合到所述第二化合物半導體器件以產生所述化合物半導體器件。

10.根據權利要求9的方法，包括：

將所述接合材料施加到所述第一化合物半導體器件或所述第二化合物半導體器件中的至少一個的至少一部分，以將所述第一化合物半導體器件耦合到所述第二化合物半導體器件。

11.根據權利要求10的方法，其中所述接合材料包括鋁鍺、銅或金中的至少一種。