[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

相关申请交叉引用

本申请基于申请日为2008年8月29日的日本专利申请No.2008-221412 并要求该申请的优先权，在此通过参考将该申请的全部内容合并于本申请 中。

技术领域

本发明涉及一种半导体器件及其制造方法。

背景技术

希望诸如用于功率放大的场效应晶体管的半导体器件能被小型化，使得 件能以更低地成本制造这种半导体器。

然而，由于半导体器件的小型化，使得布线之间的距离会变得更窄，更 具体而言使得彼此相交(intersect)的布线(所述布线之间插入有绝缘膜)之 间的距离变得更窄。这种布线之间的距离变窄使布线之间产生较大的寄生电 容，并使得难以在半导体器件中进行高频操作。

空气桥布线(air-bridge wiring)已被有效地采用以减少通过插入在布线 之间的绝缘膜而彼此相交的布线之间的寄生电容。特别是，空气桥布线能够 有效地实现用于功率放大的场效应晶体管的高速运行，其中多个场效应晶体 管(FET)(称作“多栅极晶体管”)设置在同一半导体衬底上方。

将多个FET排列成一行，各端子(源极、漏极和栅极)通过梳状 (comb-shaped)电极连接到其它相应端子，以形成多栅极晶体管。在这种多 栅极晶体管中，在源电极与多个源极连接、以及栅电极与多个栅极连接的位 置处不可避免地会形成交叉点(intersections)。

为防止栅电极和源电极接触，将桥布线(bridge wiring)结构设置在交 叉点处。桥布线结构是这样一种结构：一个电极通过立体交叉(overhead crossing)横跨过另一电极，其中两电极之间插入有绝缘膜(例如，参见日本 特开专利申请2003-197740)。

由于将高介电常数的绝缘膜设置在交叉布线(crossing wirings)之间， 因此桥式布线结构中的寄生电容变得更大。因此，使用以一间隔将交叉布线 分隔开的空气桥布线以实现多栅极晶体管的高速运行。

广泛使用具有高导电率的金(Au)作为形成空气桥布线的金属层。然而， 金是软金属，单有金很难维持空气桥结构。因此，将包括钛(Ti)和铂(Pt) 的层叠结构(laminated structure)用作支撑体(support body)，以形成Ti/Pt/Au 层叠结构，并形成空气桥布线。这里，使用Ti以实现衬底和空气桥层之间更 好的粘合，并且Au层由Pt层支撑(例如，参见日本特开专利申请 2007-150282)。

近年来，高电子迁移率晶体管(HEMT)作为高频、高输出晶体管正受 到更多关注，在HEMT中，沟道层是由氮化镓(GaN)形成的(下文将由氮 化镓(GaN)形成其沟道层的HEMT称作“GaN-HEMT”)。

由于与Si和GaAs的带隙(band gap)相比，GaN的带隙更宽，因此 GaN-HEMT适于在高温下运行。而且，由于GaN-HEMT的击穿电压高，因 此GaN-HEMT适于在高压下运行。因此，即便将GaN-HEMT小型化并使其 在大电流下运行，GaN-HEMT也很少出现由运行温度升高或者电场增强而引 起的故障。

为此原因，包括GaN-HEMT的多栅极晶体管被用作高频/高输出功率放 大器。

发明内容

因此，本发明一方案的目标在于提供一种半导体器件，包括：沿第一方 向延伸的第一布线，以及沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸的第二布 线，所述第二布线设置为在所述第一布线和所述第二布线之间插入有一间 隔，并且所述第二布线包括钽层、在所述钽层上方形成的氮化钽层以及在所 述氮化钽层上方形成的金属层。

通过在权利要求书中具体指出的元件及其组合可以实现并达到本发明 的目标和优势。

应当理解的是，上文的概括性描述和下文的详细描述都是示例性和解释 性的，并非对所要求保护的发明进行限制。

附图说明

图1示出Ti/Pt/Au空气桥布线的左侧端的放大视图；

图2示出由图1中的虚线围住的区域A的放大视图；

图3是表示TaN中的氮浓度和反应时间之间的关系的曲线图；

图4示出Ti/TaN/Au空气桥布线的横截面图；

图5A-图5H示出Ti/TaN/Au空气桥布线的制造过程的横截面图；

图6示出根据第一实施例的多栅极晶体管的结构透视图；