【技术实现步骤摘要】
本文中所描述的主题的实施例大体上涉及具有栅极电极和场板的半导体装置以及用于制造此类装置的方法。
技术介绍
1、半导体装置应用于广泛多种电子组件和系统。高功率、高频率晶体管应用于射频(rf)系统和电力电子系统。氮化镓(gan)装置技术由于其优良的电子特性和热特性而特别适合于这些rf功率应用和电力电子应用。具体地说，gan的高电子速度和高击穿场强度使得由这种材料制造的装置对于rf功率放大器和高功率开关应用来说是理想的。
2、一些gan晶体管包括场板，所述场板为在晶体管的栅极电极上方延伸的金属化物的电接地区域。场板用以更改电场分布，特别是漏极侧栅极边缘处的电场分布。这可能导致击穿电压增加和高场捕获效应减小。栅极沟道与场板的准确对准对于实现各种rf和电力应用的必要装置性能至关重要。因此，为了满足给定应用的装置性能要求，需要确保栅极沟道与场板的准确对准的gan装置和制造此类装置的方法。
技术实现思路
1、根据本专利技术的第一方面，提供一种半导体装置，包括：
2、半导体衬底，所述半导体衬底具有上表面和沟道；
3、源极电极和漏极电极，所述源极电极和所述漏极电极在所述半导体衬底的所述上表面上方，其中所述源极电极和所述漏极电极电耦合到所述沟道，且所述沟道在所述源极电极与所述漏极电极之间延伸；
4、钝化层，所述钝化层在所述半导体衬底的所述上表面上方且在所述源极电极与所述漏极电极之间，其中所述钝化层包括在所述半导体衬底的所述上表面上方的下部钝化子层，以及在
5、栅极电极，所述栅极电极在所述源极电极与所述漏极电极之间在所述半导体衬底的所述上表面上方，其中所述栅极电极包括延伸穿过所述钝化层的下部部分；以及
6、导电场板，所述导电场板邻近于所述栅极电极，其中所述导电场板包括延伸穿过所述上部钝化子层但不延伸穿过所述下部钝化子层的凹进区，并且其中所述导电场板和所述半导体衬底的所述上表面通过所述下部钝化子层的一部分分离。
7、在一个或多个实施例中，所述上部钝化子层由第一介电材料形成，所述第一介电材料能使用对所述第一介电材料具有高蚀刻选择性的第一蚀刻化学物质蚀刻；并且
8、所述下部钝化子层由第二介电材料形成，所述第二介电材料不同于所述第一介电材料且充当所述第一蚀刻化学物质的蚀刻停止层。
9、在一个或多个实施例中，所述上部钝化子层的所述第一介电材料为选自氧化铝、氮化铝和二氧化硅的材料；并且
10、所述下部钝化子层的所述第二介电材料为氮化硅。
11、在一个或多个实施例中，所述钝化层另外包括中间钝化子层，所述中间钝化子层由第三介电材料形成，所述第三介电材料不同于所述第一介电材料且充当所述第一蚀刻化学物质的蚀刻停止层。
12、在一个或多个实施例中，所述上部钝化子层的所述第一介电材料为选自氧化铝和氮化铝的材料；
13、所述下部钝化子层的所述第二介电材料为氮化硅；并且
14、所述中间钝化子层的所述第三介电材料为二氧化硅。
15、在一个或多个实施例中，所述半导体装置另外包括：
16、图案化导电层，所述图案化导电层具有定位在所述钝化层上的第一部分、第二部分、第三部分和第四部分，其中
17、所述第一部分和所述第二部分分别形成定位在所述栅极电极的第一侧和第二侧处的第一栅极对准结构和第二栅极对准结构，并且
18、所述第三部分和所述第四部分形成定位在所述导电场板的第一侧和第二侧处的第一场板对准结构和第二场板对准结构。
19、在一个或多个实施例中，所述图案化导电层由选自钛(ti)、钛钨(tiw)、氮化钛钨(tiwn)和钛铝(tial)的材料形成。
20、在一个或多个实施例中，所述源极电极和所述漏极电极由所述图案化导电层的第五部分和第六部分形成。
21、在一个或多个实施例中，所述半导体装置另外包括：
22、蚀刻停止层，所述蚀刻停止层在所述图案化导电层上，其中所述蚀刻停止层由选自二氧化硅和氧化铝的一种或多种材料形成。
23、在一个或多个实施例中，所述半导体装置另外包括：
24、耐火金属层，所述耐火金属层在所述图案化导电层上，其中所述耐火金属层由选自钛钨和氮化钛钨的材料形成。
25、在一个或多个实施例中，所述半导体装置另外包括：
26、介电阶梯结构，所述介电阶梯结构在所述钝化层上紧邻所述第二场板对准结构，其中所述第二场板对准结构具有在所述钝化层上的第一部分和在所述介电阶梯结构的上表面上的第二部分。
27、在一个或多个实施例中，所述半导体装置另外包括：
28、至少一个介电侧壁间隔物，所述至少一个介电侧壁间隔物耦合到所述第一栅极对准结构和所述第二栅极对准结构中的任一个或两个的侧壁，其中所述栅极电极包括在所述第一栅极对准结构和所述第二栅极对准结构与所述至少一个介电侧壁间隔物之间从所述栅极电极的所述下部部分向上延伸的间隔物邻近部分。
29、在一个或多个实施例中，所述半导体装置另外包括：
30、第一介电层，所述第一介电层在所述钝化层上方，其中
31、所述栅极电极包括延伸穿过所述钝化层以接触所述半导体衬底的所述上表面的所述下部部分、从所述下部部分延伸穿过所述第一介电层的中间部分，以及耦合到所述中间部分且在所述第一介电层的上表面上方延伸的上部部分，并且
32、所述栅极电极的所述下部部分具有第一宽度，
33、所述栅极电极的所述中间部分具有大于所述第一宽度的第二宽度，并且
34、所述栅极电极的所述上部部分具有大于所述第二宽度的第三宽度。
35、在一个或多个实施例中，所述栅极电极接触所述半导体衬底的所述上表面。
36、在一个或多个实施例中，所述栅极电极接触穿过所述上部钝化子层的开口的侧壁，且接触穿过所述下部钝化子层的开口的侧壁。
37、在一个或多个实施例中，所述导电场板接触所述上部钝化子层的侧壁。
38、在一个或多个实施例中，所述上部钝化子层和所述下部钝化子层存在于所述栅极电极的源极侧和漏极侧上。
39、根据本专利技术的第二方面，提供一种半导体装置，包括：
40、半导体衬底，所述半导体衬底具有上表面和沟道；
41、源极电极和漏极电极，所述源极电极和所述漏极电极在所述半导体衬底的所述上表面上方，其中所述源极电极和所述漏极电极电耦合到所述沟道，且所述沟道在所述源极电极与所述漏极电极之间延伸；
42、钝化层，所述钝化层在所述半导体衬底的所述上表面上方且在所述源极电极与所述漏极电极之间，其中所述钝化层包括在所述半导体衬底的所述上表面上方的下部钝化子层、在所述下部钝化子层上方的中间钝化子层，以及在所述中间钝化子层上方的上部钝化子层；
43、栅极电极，所述栅极电极在所述源极本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，另外包括：
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，另外包括：
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极电极接触所述半导体衬底的所述上表面。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极电极接触穿过所述上部钝化子层的开口的侧壁，且接触穿过所述下部钝化子层的开口的侧壁。
7.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述导电场板接触所述上部钝化子层的侧壁。
8.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述上部钝化子层和所述下部钝化子层存在于所述栅极电极的源极侧和漏极侧上。
9.一种半导体装置，其特征在于，包括：
10.一种形成半导体装置的方法，其特征在于，所述方法包括：
【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，另外包括：
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，另外包括：
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极电极接触所述半导体衬底的所述上表面。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述栅极电极接触穿过...
【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩哈德·格罗特，胡杰，菲利普·雷诺，朱从佣，布鲁斯·麦克雷·格林，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：
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