[发明专利]半导体器件以及制造半导体器件的方法

说明书

氮化物型的半导体器件包括缓冲体、第一氮化物半导体层、屏蔽层、第二氮化物半导体层、源极/漏极电极和栅极电极。第一氮化物半导体层设置在缓冲体上。屏蔽层设置在缓冲体和第一氮化物半导体层之间，并包括第一隔离化合物，第一隔离化合物的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。第一隔离化合物由至少一二维材料制成。二维材料包括金属元素。第二氮化物半导体层设置在第一氮化物半导体层上，其具有的带隙小于第一隔离化合物的带隙且大于第一氮化物半导体层的带隙。源极/漏极电极和栅极电极设置在第二氮化物半导体层上。栅极电极位在源极/漏极电极之间，且源极/漏极电极和栅极电极于缓冲体上的垂直投影完全落在屏蔽层于缓冲体上的垂直投影内。

本申请是2020年12月18日提交的题为“半导体器件以及制造半导体器件的方法”的中国专利申请202080004016.3的分案申请。

技术领域

本发明总体来说为涉及半导体器件。更具体地说，本发明涉及具有高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor；HEMT)的半导体器件，其具有向下延伸的源极/漏极或是屏蔽层，以改善动态导通电阻的峰值问题。

背景技术

近年来，对高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor；HEMT)的深入研究已开始非常普遍，特别是在高功率开关和高频方面的应用。HEMT可利用具有不同带隙的两种材料，在其之间形成异质结界面，借以形成量子阱结构，如此可容纳二维电子气区，从而满足高功率/高频率器件的要求。除了HEMT之外，具有异质结构的器件的实例还包括异质结双极晶体管(heterojunction bipolar transistor；HBT)、异质结场效应晶体管(heterojunction field effect transistor；HFET)、高电子迁移率晶体管(HEMT)或调制掺杂场效应管(modulation-doped FET；MODFET)。当前，需要提高HMET器件的成品率，从而能使适合于大规模生产。

发明内容

根据本揭露内容的一个方面，提供了一种氮化物型的半导体器件，其特征在于，包括衬底、缓冲体、第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第一源极/漏极电极、第二源极/漏极电极以及栅极电极。缓冲体设置在衬底上，并包括至少一层的氮化物半导体化合物，其中氮化物半导体化合物掺杂有受体，并位于缓冲体的最顶部。第一氮化物半导体层设置在缓冲体上。第二氮化物半导体层设置在第一氮化物半导体层上，并且具有的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。第一源极/漏极电极设置在第二氮化物半导体层上，其中第一源极/漏极电极向下延伸至低于第一氮化物半导体层的位置，以与缓冲体的最顶部形成至少一第一界面，并且与缓冲体的至少一层的氮化物半导体化合物接触。第二源极/漏极电极设置在第二氮化物半导体层上，栅极电极设置在第二氮化物半导体层上，并位在第一源极/漏极电极和第二源极/漏极电极之间。

根据本揭露内容的一个方面，提供了一种氮化物型的半导体器件，其特征在于，包括衬底、缓冲体、第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第一源极/漏极电极、第二源极/漏极电极以及栅极电极。缓冲体设置在衬底上，并包括至少一层的氮化物半导体化合物，其中氮化物半导体化合物掺杂有受体，并位于缓冲体的最顶部。第一氮化物半导体层设置在缓冲体上。第二氮化物半导体层设置在第一氮化物半导体层上，并且具有的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。第一源极/漏极电极设置在第二氮化物半导体层上，其中第一源极/漏极电极向下延伸至低于第一氮化物半导体层的位置，以与缓冲体的最顶部形成至少一第一界面，并且与缓冲体的至少一层的氮化物半导体化合物接触。第二源极/漏极电极设置在第二氮化物半导体层上，栅极电极设置在第二氮化物半导体层上，并位在第一源极/漏极电极和第二源极/漏极电极之间。