[实用新型]氮化镓基高电子迁移率晶体管

说明书

一种氮化镓基高电子迁移率晶体管，包括衬底；缓冲层设置于衬底上、主动层设置于缓冲层上，且具有源极、漏极及栅极，其中源极及漏极在主动层的第一表面下方，栅极在主动层的第一表面上，并且在源极与漏极之间；第一介电层覆盖主动层的部份第一表面；源极欧姆接触层设置于源极上；漏极欧姆接触层设置于漏极上；第二介电层覆盖主动层的部份第一表面、并暴露出源极欧姆接触层及漏极欧姆接触层；源场板设置于栅极上方且与栅极之间具有空气间隙；以及金属层，设置于源极欧姆接触层与漏极欧姆接触层上，并覆盖邻近于源极欧姆接触层与漏极欧姆接触层上的部份第二介电层及部份第一介电层，利用栅极与源场板之间的空气间隙，降低栅极和源极的电容。

技术领域

本实用新型关于一种半导体器件技术领域，特别是关于一种具有空气间隙的氮化镓基高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)。

背景技术

在半导体技术中，III族-V族(或称III-V族)半导体化合物由于它们的特性而被使用于形成各种集成电路器件，例如高功率场效应晶体管、高频晶体管或是高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)(以下简称HEMT)。HEMT是代替通常用于金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的掺杂区将结合具有不同带隙的两种材料之间的结(即异质结)作为沟道的场效应晶体管。与MOSFET相比、HEMT具有许多吸引人的性能，包括高电子迁移率以及在高频下传输信号的能力。

虽然氮化镓基高电子迁移率晶体管在高功率及高频的应用上是非常具有潜力的器件，像是5G通讯或是太赫兹影像感测器。然而，为了克服氮化镓器件天生不稳定的特性，就使用了源场板这种结构来解决，但是源场板会产生其他的问题如闸极与源极之间的高电容会损耗高频下的操作性能。

实用新型内容

根据现有技术中所揭露的问题，本实用新型主要目的是利用栅极与源场板(source-field plate)之间形成空气间隙，来降低栅极和源极的电容。

本实用新型的另一目的是在氮化镓器件中提供场效电板，用以降低氮化镓器件的最大水平电场，并配合在栅极与源场板之间的空气间隙具有最小介电系数，从而降低闸极和源极的电容。

本实用新型的再一目的是提升氮化镓器件的最大截止频率以及最大震荡频率，且不需要任何特殊的制程，从而可以在相同频率下达到高功率增益(gain)，或者是在同样的功率增益下达到更高的操作频率。

因此，根据上述目的，本实用新型提供一种氮化镓基高电子迁移率晶体管，由下而上包括衬底；缓冲层设置于衬底上、主动层设置于缓冲层上，且具有源极、漏极及栅极，其中源极及漏极在主动层的第一表面下方，栅极在主动层的第一表面上，并且在源极与漏极之间；第一介电层，覆盖主动层的部份第一表面；源极欧姆接触层设置于源极上；漏极欧姆接触层设置于漏极上；第二介电层，覆盖主动层的部份第一表面、并暴露出源极欧姆接触层及漏极欧姆接触层；源场板，设置于栅极上且与栅极之间具有空气间隙；以及金属层，分别设置于源极欧姆接触层与漏极欧姆接触层上，并覆盖邻近于源极欧姆接触层与漏极欧姆接触层上的部份第二介电层及第一介电层。

附图说明

图1-图6是根据本实用新型所揭露的技术，表示氮化镓基高电子迁移率晶体管制程步骤流程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术特征及优点，能更为相关技术领域人员所了解，并得以实施本实用新型，在此配合所附的图式、具体阐明本实用新型的技术特征与实施方式，并列举较佳实施例进一步说明。以下文中所对照的图式，为表达与本实用新型特征有关的示意，并未亦不需要依据实际情形完整绘制。而关于本案实施方式的说明中涉及本领域技术人员所熟知的技术内容，亦不再加以陈述。