[发明专利]一种半导体器件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种半导体器件及其制备方法，所述器件包括衬底；位于所述衬底上的半导体层，所述半导体层中包括有源区和与所述有源区相邻的无源区；位于所述半导体层上的源极、漏极、以及位于所述源极和所述漏极之间的栅极；所述栅极、源极和漏极中至少有一种电极分成至少两段，其中一段位于所述有源区上，其中一段位于所述无源区上。本发明在半导体层中形成无源区，破坏了部分栅极、源极或/和漏极下面区域的导电沟道，使沟道产生的热量减少，即减少了半导体器件的自热，而栅极、源极和漏极的面积不变，相对而言，增大了器件的散热面积，使热量能够有效地散发出去。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术

宽禁带化合物半导体材料氮化镓和碳化硅由于具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、击穿场强高、导热性能好等特点，在高频、高温、大功率等领域显示出极大的潜力，尤其是氮化镓高电子迁移率器件更以其优越的性能和巨大的发展潜力而备受全世界众多研究者的关注。

但是由于宽禁带化合物半导体器件的功率密度非常高，因此其热密度也很高，导致器件在工作过程产生的热量非常大，如果这些热量不能及时散发出去，就会造成器件内部温度升高，影响器件的稳定性和可靠性，同时限制了器件输出功率的进一步提升。

为了提高器件的输出功率，一种方法是将器件尺寸增大，即通过拉大整个半导体器件的宽度来增加散热面积，改善散热，但是这样会使整个半导体器件很宽，使得半导体器件宽长比会很大，从而造成后续工艺难度增大(如切割和封装等)、成品率下降、性能降低(栅电阻增大或射频信号相位不同步)等，并且这种半导体器件中心区域的热量还是不能及时散发出来，中心温度仍然较高，边缘温度较低，温度分布仍然不均匀。

另一种方法是使用导热率更高的衬底材料，比如将碳化硅衬底磨掉，采用CVD(Chemical Vapor Deposition，化学气相沉积)、溅射或键合等方法在外延层背面形成金刚石膜或类钻碳，但是增加了工艺复杂度和成本。

还有一种方法是改善封装散热，如优化封装工艺，使用散热效果更好的管壳结构等，但是没有解决根本问题，不能将器件内部的温度有效均匀及时地通过管壳散发出去，器件内部还是温度分布不均匀，中心最高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种半导体器件及其制造方法，以减少半导体器件的自热、均匀器件内部的温度分布及有效散发器件产生的热量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种半导体器件，包括：

衬底；

位于所述衬底上的半导体层，所述半导体层中包括有源区和与所述有源区相邻的无源区；

位于所述半导体层上的源极、漏极、以及位于所述源极和所述漏极之间的栅极；

所述栅极、源极和漏极中至少有一种电极分成至少两段，其中一段位于所述有源区上，其中一段位于所述无源区上。

进一步地，所述栅极包括有源区上的第一栅极和无源区上的第二栅极，所述源极包括所述有源区上的第一源极，所述漏极包括所述有源区上的第一漏极。

进一步地，所述源极还包括所述无源区上的第二源极；或者/和，

所述漏极还包括所述无源区上的第二漏极。

进一步地，所述有源区包括至少一个封闭区域，每个封闭区域上包括至少一个器件基本单元，所述器件基本单元包括一段第一栅极、一段第一源极和一段第一漏极。

进一步地，一个封闭区域的面积大于或等于一个器件基本单元的面积。

进一步地，单段第一栅极的厚度小于单段第二栅极的厚度。