[發明專利]半導體器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202211098899.6
• 申請日: 2022-09-09
• 公開（公告）號: CN115440811A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 張忠宇;胡凱;何惠欣
• 申請（專利權）人: 英諾賽科（蘇州）半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L21/28;H01L21/335
• 代理公司: 深圳宜保知識產權代理事務所(普通合伙) 44588
• 代理人: 王琴;曹玉存

一種氮基半導體器件，包括第一氮化物半導體層、第二氮化物半導體層、柵電極介電層、源電極及漏電極、氮化物導電層以及柵電極。第二氮化物半導體層設置在第一氮化物半導體層上，第二氮化物半導體層的帶隙大于第一氮化物半導體層的帶隙。柵電極介電層設置在第二氮化物半導體層上。源電極及漏電極設置在柵電極介電層上，并穿過柵電極介電層且與第二氮化物半導體層接觸。氮化物導電層設置在柵電極介電層上，并接觸柵電極介電層，且氮化物導電層位在源電極與漏電極之間。柵電極設置在氮化物導電層上。

技術領域

本公開總體上涉及一種氮化物基半導體器件。更確切地說，本公開涉及一種具有刻蝕終止層的耗盡型(Depletion mode，D-mode)氮化物基半導體器件。

背景技術

近年來，關于高電子遷移率晶體管(HEMT)的深入研究已經非常普遍，尤其是對于高功率切換和高頻率應用。III族氮化物基HEMT利用具有不同帶隙的兩種材料之間的異質結界面來形成量子阱類結構，所述量子阱類結構容納二維電子氣體(2DEG)區，從而滿足高功率/頻率裝置的需求。除了HEMT之外，具有異質結構的裝置的實例進一步包含異質結雙極晶體管(HBT)、異質結場效應晶體管(HFET)和調制摻雜FET(MODFET)。為了滿足更多設計要求，HEMT裝置需要變得更小。因此，在HEMT裝置小型化的情況下，需要保持那些HEMT裝置的可靠性。

發明內容

根據本公開的一個方面，提供一種氮基半導體器件，其特征在于，包括第一氮化物半導體層、第二氮化物半導體層、柵電極介電層、源電極及漏電極、氮化物導電層以及柵電極。第二氮化物半導體層設置在所述第一氮化物半導體層上，所述第二氮化物半導體層的帶隙大于所述第一氮化物半導體層的帶隙。柵電極介電層設置在所述第二氮化物半導體層上。源電極及漏電極設置在所述柵電極介電層上，并穿過所述柵電極介電層且與所述第二氮化物半導體層接觸。氮化物導電層設置在所述柵電極介電層上，并接觸所述柵電極介電層，且所述氮化物導電層位在所述源電極與所述漏電極之間。柵電極設置在所述氮化物導電層上。

根據本公開的一個方面，提供一種用于制造半導體器件的方法。所述方法包含如下步驟。在第一氮化物半導體層上形成第二氮化物半導體層；在所述第二氮化物半導體層上形成柵電極介電層；在所述柵電極介電層上形成氮化物導電覆蓋層；圖案化所述氮化物導電覆蓋層，以形成氮化物導電層；形成沉積層，且所述沉積層覆蓋所述柵電極介電層及所述氮化物導電層；在所述沉積層中形成開口，以暴露出所述氮化物導電層的一部分；以及在所述開口中形成柵電極。

根據本公開的一個方面，提供一種氮基半導體器件，其特征在于，包括第一氮化物半導體層、第二氮化物半導體層、柵電極介電層、氮化物導電層、沉積層以及柵電極。第二氮化物半導體層設置在所述第一氮化物半導體層上，所述第二氮化物半導體層的帶隙大于所述第一氮化物半導體層的帶隙。柵電極介電層設置在所述第二氮化物半導體層上。氮化物導電層設置在所述柵電極介電層上，并接觸所述柵電極介電層。沉積層設置在所述柵電極介電層上，并至少覆蓋所述氮化物導電層。柵電極設置在所述氮化物導電層上，并接觸所述氮化物導電層，且所述柵電極穿過所述沉積層。

通過以上配置，氮化物導電層可作為刻蝕終止層，因此能避免柵電極介電層于在沉積層形成開口的階段受到損害，也可利于加快在沉積層內形成開口的工藝速率。也因此，所形成具有D-MIS(depletion mode misfet)結構的氮基半導體器件可具有高可靠度以及高良率。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述容易地理解本公開的各方面。應注意，各種特征可不按比例繪制。也就是說，為了論述的清楚起見，各種特征的尺寸可任意增大或減小。在下文中參考圖式更詳細地描述本公開的實施例，在圖式中：

圖1是根據本公開的一些實施例的半導體器件的橫截面視圖；

圖2A、圖2B、圖2C、圖2D和圖2E根據本公開的一些實施例展示用于制造氮基半導體器件的方法的不同階段；