[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

一种半导体器件，包括第一氮化物基半导体层、第二氮化物基半导体层、第一栅极、第一S/D电极和第一场板。第二氮化物基半导体层设置在第一氮化物基半导体层上。第一和第二氮化物基半导体层共同具有有源部分和电隔离部分，有源部分和电隔离部分是非半导体的，并包围有源部分以形成沿第一方向延伸并通过有源部分彼此间隔的至少两个界面。第一栅极电极和第一S/D电极布置在第二氮化物基半导体层上方。第一场板设置在第二氮化物基半导体层上方，并沿第二方向延伸并穿过两个界面，使得场板延伸至电隔离部分，并在界面附近与第一栅极电极重叠。

技术领域

本发明大体上涉及一种半导体装置。更确切地说，本发明涉及一种高电子迁移率晶体管(HEMT)半导体装置，其具有至少一个场板，所述场板具有孔隙以减小其应力。

背景技术

近年来，关于高电子迁移率晶体管(HEMT)的深入研究已经非常普遍，尤其是对于高功率切换和高频率应用。HEMT利用具有不同带隙的两种材料之间的异质结界面以形成量子阱状结构，所述量子阱状结构容纳二维电子气体(2DEG)区，从而满足高功率/频率装置的需求。除了HEMT之外，具有异质结构的装置的实例进一步包含异质结双极晶体管(HBT)、异质结场效应晶体管(HFET)和调制掺杂FET(MODFET)。目前，需要改进HEMT装置的良率，由此使其适合于大批量生产。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供一种氮化物基半导体装置。所述半导体装置包含第一氮化物基半导体层、第二氮化物基半导体层、第一源极/漏极(S/D)电极、第二S/D电极、第一栅极电极、第二栅极电极、第一钝化层、导电层和第二钝化层。第一氮化物基半导体层安置于衬底上方。第二氮化物基半导体层安置在第一氮化物基半导体层上且具有比所述第一氮化物基半导体层的带隙大的带隙。第一S/D电极和第二S/D电极安置于第二氮化物基半导体层上方。第一栅极电极和第二栅极电极安置于第二氮化物基半导体层上方以及第一和第二S/D电极之间。第一钝化层安置在第二氮化物基半导体层上且覆盖第一和第二栅极电极。导电层安置在第一钝化层上方且包含电极部分和场板部分。电极部分位于第一和第二栅极电极之间且与第二氮化物基半导体层接触。场板部分位于第一和第二栅极电极上方且直接连接到电极部分。第二钝化层安置在第一钝化层和导电层上，且具有在导电层的电极部分和场板部分之间的并穿透导电层以与第一钝化层接触的至少一个部分。

根据本公开的一个方面，提供一种用于制造半导体装置的方法。所述方法包含如下步骤。第一氮化物基半导体层形成于衬底上。第二氮化物基半导体层形成于第一氮化物基半导体层上。栅极电极形成于第二氮化物基半导体层上方。第一钝化层形成于第二氮化物基半导体层上以覆盖栅极电极。毯覆式导电层形成于第一钝化层上且横跨栅极电极。毯覆式导电层经图案化以形成包括场板部分和电极部分的导电层，所述场板部分和电极部分彼此连接且在场板部分和电极部分之间具有开口，使得所述开口与栅极电极的侧壁重叠。

根据本公开的一个方面，提供一种氮化物基半导体装置。所述半导体装置包含第一氮化物基半导体层、第二氮化物基半导体层、第一S/D电极、第二S/D电极、第一栅极电极、第二栅极电极、第一钝化层、第三S/D电极、场板和第二钝化层。第一氮化物基半导体层安置于衬底上方。第二氮化物基半导体层安置在第一氮化物基半导体层上且具有比所述第一氮化物基半导体层的带隙大的带隙。第一S/D电极和第二S/D电极安置于第二氮化物基半导体层上方。第一栅极电极和第二栅极电极安置于第二氮化物基半导体层上方以及第一和第二S/D电极之间。第一钝化层安置在第二氮化物基半导体层上且覆盖第一和第二栅极电极。第三S/D电极位于第一和第二栅极电极之间且与第二氮化物基半导体层接触。场板位于第一和第二栅极电极上方且直接连接到第三S/D电极。第三S/D电极和场板共同地在其间形成至少一个闭合环路开口。第二钝化层安置在第一钝化层上且覆盖场板以及第一、第二和第三S/D电极。开口被填充为使得至少一个部分与第一钝化层接触。