[发明专利]半导体装置与其的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其制造方法。

背景技术

随着半导体技术的不断发展，硅基半导体的技术已非常成熟。然而随着元件尺寸的不断缩小，许多元件性能却也面临到一些来自材料本身所造成的瓶颈。许多下一世代的半导体元件技术也陆续提出，其中III-V族半导体材料，尤其是氮基材料，例如氮化镓，更因其具有特殊的自发极化效应、压电极化效应与能形成二维电子气(2DEG)，具有高电子饱和速度与高崩溃电场，使得氮化镓元件受到瞩目，特别是常关型氮化镓晶体管。

发明内容

本发明的一实施方式提供一种半导体装置，包含基板、沟道层、间隔层、阻挡层与氧化披覆层。沟道层置于基板上。间隔层置于沟道层上。阻挡层置于间隔层上。氧化披覆层置于阻挡层上。氧化披覆层的材质为氮氧化物。

在一或多个实施方式中，间隔层的厚度小于5纳米。

在一或多个实施方式中，间隔层的材质为氮化铝。

在一或多个实施方式中，氧化披覆层的厚度小于5纳米。

在一或多个实施方式中，氧化披覆层的材质为氮氧化铝。

在一或多个实施方式中，阻挡层的材质为氮化镓铝(Al_xGa_(1-x)N)，且0.1≤x≤0.4。

在一或多个实施方式中，半导体装置还包含源极、漏极与栅极。源极与漏极置于阻挡层上。栅极至少置于氧化披覆层上与置于源极与漏极之间。

在一或多个实施方式中，半导体装置还包含保护层，置于氧化披覆层上，且至少一部分的保护层置于氧化披覆层与栅极之间。

在一或多个实施方式中，间隔层具有氧化区域。氧化披覆层具有第一凹槽，且阻挡层具有第二凹槽。第一凹槽与第二凹槽一并暴露至少一部分的氧化区域，且至少一部分的栅极置于第一凹槽与第二凹槽中。

在一或多个实施方式中，半导体装置还包含保护层，共形地置于第一凹槽与第二凹槽中，且至少一部分的保护层置于栅极与间隔层的氧化区域之间。

本发明的另一实施方式提供一种半导体装置的制造方法，包含形成沟道层于基板上。形成间隔层于沟道层上。形成阻挡层于间隔层上。形成披覆层于阻挡层上。氧化披覆层，以形成氧化披覆层于阻挡层上。氧化披覆层的材质为氮氧化物。

在一或多个实施方式中，间隔层的材质为氮化铝。

在一或多个实施方式中，氧化披覆层的材质为氮氧化铝。

在一或多个实施方式中，阻挡层的材质为氮化镓铝(Al_xGa_(1-x)N)，且0.1≤x≤0.4。

在一或多个实施方式中，披覆层使用一高温氧化工艺氧化，且该温度高于700℃。

在一或多个实施方式中，制造方法还包含形成源极与漏极于阻挡层上。形成栅极于至少氧化披覆层上且于源极与漏极之间。

在一或多个实施方式中，制造方法还包含形成保护层于氧化披覆层上，且形成至少一部分的保护层于氧化披覆层与栅极之间。

在一或多个实施方式中，制造方法还包含形成第一凹槽于披覆层中以暴露出一部分的阻挡层。通过第一凹槽形成第二凹槽于阻挡层中以暴露出一部分的间隔层。

在一或多个实施方式中，氧化披覆层包含一并氧化披覆层与部分的间隔层，以形成氧化披覆层与氧化区域于间隔层中。形成栅极包含更形成栅极于第一凹槽与第二凹槽中。

在一或多个实施方式中，制造方法还包含共形地形成保护层于第一凹槽与第二凹槽中，使得至少一部分的保护层置于栅极与间隔层的氧化区域之间。

本发明的再一实施方式提供一种半导体装置的制造方法，包含形成沟道层于基板上。形成间隔层于沟道层上。形成阻挡层于间隔层上。形成披覆层于阻挡层上。通过蚀刻披覆层以形成第一凹槽于披覆层中。通过蚀刻阻挡层以形成第二凹槽于阻挡层中，以暴露一部分的间隔层。氧化披覆层与被暴露的间隔层，以形成氧化披覆层与氧化区域。氧化披覆层的材质为氮氧化物。

在一或多个实施方式中，间隔层的材质为氮化铝。

在一或多个实施方式中，氧化披覆层的材质为氮氧化铝。

在一或多个实施方式中，阻挡层的材质为氮化镓铝(Al_xGa_(1-x)N)，且0.1≤x≤0.4。

在一或多个实施方式中，披覆层使用一高温氧化工艺氧化，且温度高于700℃。