半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种半导体装置及其制造方法。半导体装置包括衬底、设置于所述衬底上且具有第一能带间隙的第一氮化物半导体层、设置于所述第一氮化物半导体层上且具有第二能带间隙的第二氮化物半导体层。所述第二能带间隙大于所述第一能带间隙。所述半导体装置还包含位于所述第二氮化物半导体层上的闸极接触及设置于所述闸极接触上的第一场板。所述第一场板具有面对所述衬底的第一表面、面对所述衬底的第二表面、及凸出部。所述凸出部具有面对所述衬底的底部表面。所述底部表面位于所述第一表面与所述第二表面之间。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法
本申请涉及半导体装置及其制造方法，特别是关于具有场板之一射频半导体装置及其制造方法。
技术介绍
包括直接能隙(directbandgap)半导体之装置，例如包括三五族材料或III-V族化合物(Category:III-Vcompounds)之半导体装置，由于其特性而可在多种条件或环境(例如不同电压、频率)下操作(operate)或运作(work)。上述半导体装置可包括异质接面双极晶体管(heterojunctionbipolartransistor，HBT)、异质接面场效晶体管(heterojunctionfieldeffecttransistor，HFET)、高电子迁移率晶体管(high-electron-mobilitytransistor，HEMT)，或调变掺杂场效晶体管(modulation-dopedFET，MODFET)等。
技术实现思路
本公开的一些实施例提供一种半导体装置，其包括衬底、设置于所述衬底上且具有第一能带间隙的第一氮化物半导体层、设置于所述第一氮化物半导体层上且具有第二能带间隙的第二氮化物半导体层。所述第二能带间隙大于所述第一能带间隙。所述半导体装置还包含位于所述第二氮化物半导体层上的闸极接触及设置于所述闸极接触上的第一场板。所述第一场板具有面对所述衬底的第一表面、面对所述衬底的第二表面、及凸出部。所述凸出部具有面对所述衬底的底部表面。所述底部表面位于所述第一表面与所述第二表面之间。本公开的一些实施例提供一种半导体装置，其包括衬底、设置于所述衬底上且具有第一能带间隙的第一氮化物半导体层、设置于所述第一氮化物半导体层上且具有第二能带间隙的第二氮化物半导体层。所述第二能带间隙大于所述第一能带间隙。所述半导体装置还包含位于所述第二氮化物半导体层上的闸极接触及设置于所述闸极接触上的第一场板。所述第一场板具有第一部分及与所述第一部份连接的第二部分。所述第一部分在大致上平行于所述衬底的表面的方向上与所述闸极接触隔开。所述第二部分在所述衬底上之投影面积与所述闸极接触在所述衬底上之投影面积部分重迭。所述第一部分具有第一厚度且所述第二部分具有第二厚度。所述第一厚度大于所述第二厚度。本公开的一些实施例提供一种半导体装置，其包括衬底、设置于所述衬底上且具有第一能带间隙的第一氮化物半导体层、设置于所述第一氮化物半导体层上且具有第二能带间隙的第二氮化物半导体层。所述第二能带间隙大于所述第一能带间隙。所述半导体装置还包含位于所述第二氮化物半导体层上的闸极接触及第一场板。所述第一场板具有面对所述衬底的第一表面、面对所述衬底的第二表面、与所述第一表面相对的顶部表面、及延伸于所述第一表面与所述顶部表面之间的侧表面。所述侧表面面对所述闸极接触。所述第一场板更具有凸出部。所述凸出部具有面对所述衬底的底部表面。所述底部表面位于所述第一表面与所述第二表面之间。本公开的一些实施例提供一种半导体装置之制造方法。所述方法包括提供衬底及在所述衬底上形成具有第一能带间隙的第一氮化物半导体层。所述方法还包括在所述第一氮化物半导体层上形成第二氮化物半导体层。所述第二氮化物半导体层具有大于所述第一能带间隙的第二能带间隙。所述方法还包括在所述第二氮化物半导体层上形成第一场板及在所述第二氮化物半导体层上形成第一介电层覆盖所述第一场板。所述方法还包括在所述第一介电层上形成闸极接触及移除所述第一介电层的一部分以在所述闸极接触与所述第一场板之间形成凹陷部。附图说明以下具体实施方式当结合附图阅读时，可更容易理解本申请的各种态样。应注意的是，附图中的各个组件特征可不按比例绘制。实际上，为了清晰起见，各个组件特征的尺寸可增大或减小。图1所示为根据本案之某些实施例之一半导体装置之截面图；图2所示为根据本案之某些实施例之一半导体装置之截面图；图3所示为根据本案之某些实施例之一半导体装置之截面图；图4所示为根据本案之某些实施例之一半导体装置之截面图；图5A、图5B、图5C、图5D、图5E、图5F、图5G、图5H、图5I、及图5J所示为制造根据本案之某些实施例的一半导体装置之若干操作。具体实施方式以下公开内容提供用于实施所提供标的之不同特征的许多不同实施例或实例。下文描述组件和配置的具体实例。当然，这些具体实例仅为例示性而并不意欲为限制性的。在本公开中，在以下描述中对第一特征形成在第二特征上或上方的叙述可包括第一特征与第二特征直接接触形成的实施例，且还可包括额外特征可形成于第一特征与第二特征之间从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复使用参考标号及/或字母。此重复是出于简化和清楚的目的，且本身并不限制所论述之各种实施例及/或配置之间的关系。下文详细论述本公开的实施例。然而，应了解，本公开提供的许多适用概念可实施在多种具体环境中。所论述的具体实施例仅仅是说明性的且并不限制本公开的范围。图1所示为根据本案之某些实施例之一半导体装置1。如图1所示，半导体装置1可包括衬底10、半导体层11、氮化物半导体层12、氮化物半导体层13、P型掺杂半导体层14、金属层15、钝化层16、钝化层17、介电层18、场板20、场板21、场板22、闸极接触G、源极接触S、汲极接触D。在一些实施例中，衬底10可包括，例如但不限于，硅(Si)、经掺杂硅(dopedSi)、碳化硅(SiC)、硅化锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)、或其他半导体材料。在一些实施例中，衬底10可包括，例如但不限于，蓝宝石(sapphire)、绝缘层上覆硅(silicononinsulator，SOI)、或其他适合之材料。衬底10可具有表面101。方向D1(或可称为堆迭方向D1)大致上垂直于表面101。方向D2大致上平行于表面101。半导体层11可设置于衬底10的表面101上。半导体层11可设置于衬底10及氮化物半导体层12之间。在一些实施例中，半导体层11可包括缓冲层。在一些实施例中，半导体层11可包括，例如但不限于，超晶格层。在一些实施例中，半导体层11可包括，例如但不限于，氮化物(nitrides)，例如氮化铝(AlN)、氮化铝镓(AlGaN)等。在一些实施例中，半导体层11可用以促进衬底10与衬底10上的层(例如位于衬底10上方的氮化物半导体层12及/或氮化物半导体层13)之间的晶格匹配(latticematch)。半导体层11可包括多层结构(multi-layerstructure)。半导体层11可包括复数层堆迭(multi-layerstack)。半导体层11可包括，例如但不限于，交替堆迭的复数个GaN层与复数个AlGaN层。在一些实施例中，半导体层11可降低半导体装置1的张应力(tensilestress)。在一些实施例中，半导体层11可捕获从衬底10衬底扩散至氮化物半导体层12及/或氮化物半导体层13的电子，进而提升装置效能与可靠性。在一些实施例中，半导体层11可提高崩溃电压(breakdownvoltag本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，包含：/n一衬底；/n一第一氮化物半导体层，其设置于所述衬底上且具有一第一能带间隙(bandgap)；/n一第二氮化物半导体层，其设置于所述第一氮化物半导体层上且具有一第二能带间隙，其中所述第二能带间隙大于所述第一能带间隙；/n一闸极接触，其位于所述第二氮化物半导体层上；及/n一第一场板，其设置于所述闸极接触上；/n其中所述第一场板具有面对所述衬底的一第一表面、面对所述衬底的一第二表面、及一凸出部，其中所述凸出部具有面对所述衬底的一底部表面，其中所述底部表面位于所述第一表面与所述第二表面之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，包含：
一衬底；
一第一氮化物半导体层，其设置于所述衬底上且具有一第一能带间隙(bandgap)；
一第二氮化物半导体层，其设置于所述第一氮化物半导体层上且具有一第二能带间隙，其中所述第二能带间隙大于所述第一能带间隙；
一闸极接触，其位于所述第二氮化物半导体层上；及
一第一场板，其设置于所述闸极接触上；
其中所述第一场板具有面对所述衬底的一第一表面、面对所述衬底的一第二表面、及一凸出部，其中所述凸出部具有面对所述衬底的一底部表面，其中所述底部表面位于所述第一表面与所述第二表面之间。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述底部表面与所述第一表面及所述第二表面中之至少一者不共平面。


3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中所述底部表面与所述第一表面及所述第二表面不共平面。


4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述底部表面相较于所述第一表面及所述第二表面更靠近所述衬底。


5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述凸出部具有面对所述闸极接触的一侧表面，其中所述侧表面连接所述底部表面与所述第一表面。


6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中所述第一场板具有一实质平坦的上表面，其与所述第一表面及所述第二表面相对。


7.根据权利要求1所述的半导体装置，更包括:
一P型掺杂半导体层，其设置于所述第二氮化物半导体层与所述闸极接触之间；
其中所述凸出部具有一底部表面面对所述衬底，所述底部表面与所述P型掺杂半导体层之间的一距离介于约100nm至约300nm之间。


8.根据权利要求1所述的半导体装置，更包括：
一第二场板，其设置于所述第一场板与所述第二氮化物半导体层之间。


9.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述凸出部位于所述闸极接触与所述第二场板之间。


10.根据权利要求9所述的半导体装置，其中所述凸出部相较于所述第二场板更靠近所述闸极接触。


11.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述凸出部相较于所述第二场板更靠近所述衬底。


12.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述第一场板在所述衬底上之一投影面积及所述第二场板在所述衬底上之一投影面积至少部分重迭。


13.根据权利要求8所述的半导体装置，其中所述第一场板在所述衬底上之一投影面积及所述第二场板在所述衬底上之一投影面积完全重迭。


14.根据权利要求8所述的半导体装置，更包括：
一第三场板，其设置于所述第二场板与所述第二氮化物半导体层之间。


15.根据权利要求14所述的半导体装置，其中所述凸出部位于所述闸极接触与所述第三场板之间。


16.根据权利要求14所述的半导体装置，其中所述第一场板在所述衬底上之一投影面积及所述第三场板在所述衬底上之一投影面积至少部分重迭。


17.根据权利要求14所述的半导体装置，其中所述第一场板在所述衬底上之一投影面积及所述第三场板在所述衬底上之一投影面积完全重迭。


18.一种半导体装置，包含：
一衬底；
一第一氮化物半导体层，其设置于所述衬底上且具有一第一能带间隙；
一第二氮化物半导体层，其设置于所述第一氮化物半导体层上且具有一第二能带间隙，其中所述第二能带间隙大于所述第一能带间隙；
一闸极接触，其位于所述第二氮化物半导体层上；及
一第一场板，其设置于所述闸极接触上；
其中所述第一场板具有一第一部分及与所述第一部份连接的一第二部分；
其中所述第一部分在大致上平行于所述衬底的一表面的一方向上与所述闸极接触隔开，所述第二部分在所述衬底上之一投影面积与所述闸极接触在所述衬底上之一投影面积部分重迭；
其中所述第一部分具有一第一厚度且所述第二部分具有一第二厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度。


19.根据权利要求18所述的半导体装置，其中所述第一部分与所述第二部分邻近所述闸极接触。


20.根据权利要求18所述的半导体装置，其中所述第一场板更包括：
一第三部分，其与所述第一部分连接，其中所述第一部分位于所述第二部分及所述第三部分之间。


21.根据权利要求20所述的半导体装置，其中所述第三部分具有一第三厚度，其中所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：章晋汉，张晓燕，胡凯，郝荣晖，马俊辉，
申请(专利权)人：英诺赛科珠海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44