[发明专利]高电子迁移率晶体管装置及其制造方法

说明书

本发明提供一种高电子迁移率晶体管装置及其制造方法，其中装置包含半导体层、栅极电极、第一介电层、源极场板、第二介电层、源极电极、第三介电层以及漏极结构。栅极电极设置于半导体层上。第一介电层设置于栅极电极上且具有第一凹槽位于栅极电极的第一侧，其中第一凹槽的底表面低于栅极电极的顶表面。源极场板设置于第一介电层上且从栅极电极的第二侧延伸至第一凹槽内。第二介电层设置于源极场板上。源极电极设置于第二介电层上且与源极场板电连接。第三介电层设置于源极电极上。漏极结构设置于栅极电极的第一侧且穿过第三介电层，其中第一凹槽位于漏极结构和栅极结构之间。

技术领域

本发明是关于半导体制造技术，特别是有关于高电子迁移率晶体管装置及其制造方法。

背景技术

高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，HEMT)，又称为异质结构场效晶体管(heterostructure field effect transistor，HFET)或调变掺杂场效晶体管(modulation-doped field effect transistor，MODFET)，为一种场效晶体管，其由具有不同能隙(energy gap)的半导体材料组成。在邻近不同半导体材料之间的界面处会产生二维电子气层。由于二维电子气的高电子移动性，高电子迁移率晶体管装置可以具有高崩溃电压、高电子迁移率、低导通电阻与低输入电容等优点，因而适合用于高功率元件上。

然而，这些高电子迁移率晶体管装置虽大致符合需求，但仍无法在每个方面皆令人满意。因此，需要进一步改良高电子迁移率晶体管装置及其制造方法，以提升效能和可靠度。

发明内容

根据本发明的一些实施例，提供高电子迁移率晶体管装置。此高电子迁移率晶体管装置包含栅极电极，设置于半导体层上；第一介电层，设置于栅极电极上且具有第一凹槽位于栅极电极的第一侧，其中第一凹槽的底表面低于栅极电极的顶表面；源极场板，设置于第一介电层上且从栅极电极的第二侧延伸至第一凹槽内；第二介电层，设置于源极场板上；源极电极，设置于第二介电层上且与源极场板电连接；第三介电层，设置于源极电极上；以及漏极结构，设置于栅极电极的第一侧且穿过第三介电层，其中第一凹槽位于漏极结构和栅极结构之间。

在一些实施例中，第一介电层的一部分位于第一凹槽和漏极结构之间，且源极场板不覆盖所述部分。

在一些实施例中，第一凹槽的宽度大于所述部分的宽度。

在一些实施例中，第一凹槽的宽度小于所述部分的宽度。

在一些实施例中，源极电极延伸至所述部分正上方。

在一些实施例中，第二介电层具有第二凹槽，其中第二凹槽位于第一凹槽和漏极结构之间，且源极电极延伸至第二凹槽内。

在一些实施例中，第二凹槽的底表面不低于第一凹槽的底表面。

在一些实施例中，第二凹槽的底表面位于第一介电层内。

在一些实施例中，高电子迁移率晶体管装置更包含源极接触件，设置于第三介电层上且与源极电极电连接。

在一些实施例中，源极接触件延伸至第一凹槽正上方。

在一些实施例中，第三介电层具有第三凹槽，其中第三凹槽位于第一凹槽和漏极结构之间，且源极接触件延伸至第三凹槽内。

在一些实施例中，第三凹槽的底表面不低于第一凹槽的底表面。

在一些实施例中，第三凹槽的底表面位于第一介电层内。