[发明专利]用于加工半导体晶体管的方法

说明书

提供拥有漏极场板(140)的高电子迁移率晶体管。漏极场板(140)形成在高电子迁移率晶体管的栅极(118)与漏极(104)之间的区域内。漏极场板(140)包含具有投影区域大于漏极垫(104)的金属垫。漏极场板(140)与设置在漏极场板之下的半导体层(102)形成金属‑半导体(M‑S)肖特基结构。M‑S肖特基结构的电容在半导体区域(102)产生电容，提高高电子迁移率晶体管的晶体管构件的击穿电压。可移除在有源区(203)下的衬底(100)部分，从而提高高电子迁移率晶体管的晶体管构件的热传导性及降低结温度。

本申请是申请号为201780042843.X，申请日为2017年05月08日，发明名称为“高电子迁移率晶体管”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是有关于半导体装置，特别是有关于用于加工半导体晶体管的方法。

背景技术

高电子迁移率晶体管(High Electron Mobility Transistor,HEMT)，也被称为异质结构FET(HFET)或调制掺杂FET(MODFET)，是一种在其中形成信道层与电子亲和力小于信道层的阻挡层之间的异质结的场效应晶体管(FET)。HEMT能够在比常规晶体管高的频率，上至毫米波频率操作，且通常使用在高频及高功率产品，例如移动电话站的功率放大器及军用相控阵激光器。

通常，在射频(RF)范围操作的HEMT需要高于常规晶体管的击穿电压，所述击穿电压是晶体管的栅极可处理的最大电压。现有的HEMT中，已使用连接源极的栅极场板提高击穿电压。然而，随着现代移动通信科技的出现，对具有较高击穿电压的HEMT的需求持续增加。而且，为了得到好的线性度，栅极-漏极电容(Cgd)值需要在动态驱动范围内保持平坦。

此外，设计在高功率范围操作的HEMT可能会产生高热能。因此，它们需要被设计用于低输出电阻，以便其可传递大电流至其负载，及良好的结绝缘以抵撑高电压。因为大部分的热能在异质结产生，结的面积可做得尽可能的大，以便热能可被非常快的耗散从而防止过热。然而，在许多高功率应用中，HEMT的尺寸外型可能会加诸限制在装置面积的尺寸上，造成HEMT可处理的最大功率的限制。

因此，存在对于具有高击穿电压、在动态驱动范围内平坦的Cgd值、及加强的热耗散机制的HEMT的需求，从而提高在各种应用，尤其在射频范围的最大电压、线性度、及额定功率。

发明内容

在实施例中，漏极场板形成在HEMT的漏极上。漏极场板包含具有投影面积比漏极垫大的金属垫。漏极场板降低栅极侧的漏极垫产生的电场强度，使HEMT的击穿电压的增加。

在实施例中，漏极场板通过沉积SiN钝化层、图形化SiN钝化层、及沉积金属层在图形化SiN钝化层上而形成。漏极场板及下方的半导体层形成在半导体内产生耗尽层的金属-半导体(M-S)肖特基结，耗尽层提高HEMT的击穿电压。而且，通过改变漏极场板的形状，可控制栅极-漏极电容(Cgd)及漏极-源极电容(Cds)，增强HEMT的RF特性。

在实施例中，设计HEMT以减少体漏电流及结温度(Tj)。在前侧的加工完成后，(即在衬底的前侧形成晶体管构件)，可加工衬底的背侧以加强热耗散。在实施例中，背侧加工包含数个步骤。首先，移除(蚀刻)有源区下的衬底的部分。之后，可将SiN层沉积在整个背侧表面上，其中SiN层的厚度较佳为接近35nm。下一步，形成穿过源极下AlGaN/GaN外延层的贯通孔。由Ti/Au制成的第一金属层可通过像是溅镀的适合的工序沉积在背侧表面上，且具有像是Cu/Au、Cu/Au/Cu/Au、或Cu/Ag/Au复合结构的第二金属层可形成在第一金属层之上，使得衬底的背侧及在前侧上的源极通过贯通孔电连接。