[实用新型]半导体器件

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2013年3月15日的美国临时申请第61/786,653号的权益。

技术领域

本文所公开的实施例总体涉及电气技术，更具体地说，涉及一种半导体元件。

背景技术

在过去，半导体异质结构器件通常被用于高速、低噪声和高功率应用。高电子迁移率晶体管（HEMT）是具有由二维电子气（2DEG）层形成的电流路径的类型的半导体异质结构器件，该二维电子气（2DEG）层在具有不同带隙的两种类型的半导体膜之间的界面处生成。该2DEG层通常表示一种电子片，在该电子片中，电子被束缚并能够在二维中自由移动，但在第三个维度的运动被限制。

典型的HEMT器件包括了在基板上形成的沟道形成层以及在该沟道形成层上形成的肖特基层。具有不同带隙的薄膜被用作该沟道形成层和肖特基层。例如，氮化镓（GaN）膜被用作沟道形成层，并且氮化铝镓（AlGaN）膜被用作肖特基层，这在该沟道形成层和肖特基层之间的界面处形成2DEG层。覆盖层被形成在肖特基层的表面上。源电极、漏电极和栅电极被设置在该覆盖层上。源电极和漏电极是欧姆电极，其提供通过一层或多层到2DEG层的电连接。

施加到栅电极的适当的电势形成2DEG层中的耗尽层。该耗尽层控制在源电极和漏电极之间流过的电流。在2DEG层中的电子迁移率比普通的半导体（例如，体硅）的电子迁移率要大得多，这使得HEMT以相比典型的基于硅的场效应晶体管（FET）更高的速度来工作。

两个横向欧姆电极之间的电流与电极的表面周长成正比。在过去，传统方法仅将欧姆接触部长度的一部分用于长时间电接触的传导。具体而言，在传统方法中，电流密度的大部分仅穿过接触部的前边缘，而该接触部的剩余部分仅被用于小部分电流密度，这导致了区域的不必要的浪费。解决这个问题的传统方法包括：增加异质结构器件的有源区域（宽度），以提高欧姆接触部的表面积。不幸的是，这样的方法导致了具有不希望的较高的特定导通电阻（R_DSON）的异质结构器件。

因此，人们希望有一种结构和方法，其通过增加接触区域的表面周长来有效地减少的接触电阻，从而改善异质结构的半导体器件的特性，同时在不导致电流集聚、自加热、和/或其他性能问题的情况下，基本上保持在欧姆接触部与2DEG层之间的相同的器件尺寸。

实用新型内容

本实用新型的一个实施例的目的在于提供一种结构，该结构通过增加接触区域的表面周长来有效地减少的接触电阻，从而改善异质结构的半导体器件的特性，同时在不导致电流集聚、自加热、和/或其他性能问题的情况下，基本上保持在欧姆接触部与2DEG层之间的相同的器件尺寸。

根据一个实施例，半导体器件包括：在半导体基板上的沟道形成层；在所述沟道形成层上的阻挡层；在所述阻挡层和所述沟道形成层之间的界面处形成的二维电子气层；与所述阻挡层处于被间隔开的关系的控制电极；以及包含与所述二维电子气层欧姆接触并且不平行于沟道宽度方向的多个侧面的第一凹槽结构欧姆电极，其中与所述二维电子气层欧姆接触的所述第一凹槽结构欧姆电极的侧面具有波状形状。

根据另一个实施例，所述半导体器件还可以包括在所述控制电极和所述阻挡层之间的栅极介电层。

根据另一个实施例，所述半导体器件还可以包括包含与所述二维电子气层欧姆接触并且不平行于所述沟道宽度方向的多个侧面的第二凹槽结构欧姆电极，其中与所述二维电子气层欧姆接触的所述第二凹槽结构欧姆电极的侧面具有波状形状。

根据另一个实施例，具有所述波状形状的所述第一凹槽结构欧姆电极的侧表面与具有所述波状形状的所述第二凹槽结构欧姆电极的侧表面彼此面对。

根据另一个实施例，所述第一凹槽结构欧姆电极的所述波状形状可以对称于所述第二凹槽结构欧姆电极的所述波状形状。

根据另一个实施例，所述第一凹槽结构欧姆电极的所述波状形状可以不对称于所述第二凹槽结构欧姆电极的所述波状形状。

根据另一个实施例，所述第一凹槽结构欧姆电极可以具有连续的且大致矩形的形状。

根据另一个实施例，所述波状形状可以由多个圆形的突出部限定，每个所述突出部由圆形的凹进部所分开。

根据另一个实施例，每个所述突出部可以具有在大约0.05微米与大约3微米之间的高度。

根据另一个实施例，每个所述突出部可以具有大约2微米的高度。

根据另一个实施例，所述欧姆电极可以是高电子迁移率晶体管的源电极。