一种半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种半导体器件及其制造方法，该半导体器件包括：半导体基底；位于半导体基底上的有源区，有源区具有栅极、源极和漏极；位于半导体基底上的闭合金属环状结构，用于包围有源区并通过接收电压以形成耗尽隔离层。本发明专利技术中耗尽隔离层通过电场耗尽形成，因此不存在现有隔离工艺带来的缺陷；可通过调节施加在闭合金属环状结构上的电压以形成不同深度的耗尽隔离层，因此隔离深度可控、隔离效果好；闭合金属环状结构的厚度较薄，不会造成明显的平坦化问题，且其可靠性高、制造工艺简单、不需要精确控制、成本也较低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及半导体
，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。
技术介绍
半导体器件通常制作在有源区内，并通过隔离结构与其他器件分开，以保证在工作过程中半导体器件与其他器件之间不会发生漏电、击穿或受到其他干扰。在硅工艺中目前广泛使用的有源区隔离结构制造方法包括局部氧化隔离制造方法和沟槽隔离制造方法。局部氧化隔离制造方法是在晶圆表面沉积氮化硅层并刻蚀以形成露出硅材料的凹槽，对露出的硅材料进行局部氧化后生成较厚的氧化硅层以实现电绝缘隔离，在氧化硅所限定有源区范围内生成半导体器件。该制造方法存在诸如鸟嘴(bird's break)现象等很多问题(氧在二氧化硅中的扩散使得靠近刻蚀窗口的氮化硅层底下生长出二氧化硅，从而抬高边缘氮化硅使其翘曲形成类似鸟嘴结构)，氧化硅层越厚鸟嘴问题越严重，鸟嘴区占用了制造器件区域，同时氧化硅层的厚度也会造成严重的平坦度问题，影响后续工艺。沟槽隔离制造方法是在晶圆表面刻蚀形成沟槽，再在沟槽内填入介质材料并进行平坦化处理后可实现绝缘隔离，在沟槽所限定有源区范围内生成半导体器件。该制造方法中沟槽刻蚀形状不易控制且容易产生刻蚀损伤导致器件漏电，介质材料填充过程中也容易产生孔洞，以及平坦化处理容易造成材料及器件损坏等。
上述制造方法的工艺复杂、精确度要求高，制造成本也较高。化合物半导体器件有源区隔离结构制造方法包括台面(MESA)刻蚀隔离制造方法和离子注入隔离制造方法。台面刻蚀隔离制造方法是将晶圆上有源区之外的半导体材料全部刻蚀至一定深度，使得刻蚀区域不存在导电材料、导电载流子及导电路径以此实现绝缘隔离，在有源区内生成半导体器件。该制造方法容易在刻蚀区域形成刻蚀损伤导致漏电，还存在平坦化问题。离子注入隔离制造方法是向晶圆上有源区之外的半导体材料中注入离子以破坏材料中的晶格结构使其丧失导电能力实现绝缘隔离，在有源区内生成半导体器件。该制造方法中注入离子可能会移动，存在可靠性隐患且会影响隔离效果。并且上述制造方法的隔离深度有限，不能隔绝衬底材料中的漏电，对工艺精确度要求也较高，制造成本也比较高。
技术实现思路
本专利技术实施例提供的一种半导体器件及其制造方法，以解决现有技术中制造工艺复杂、工艺精度要求高、制造成本较高，以及隔离效果有限等问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种半导体器件，包括：半导体基底；位于所述半导体基底上的有源区，所述有源区具有栅极、源极和漏极；位于所述半导体基底上的闭合金属环状结构，用于包围所述有源区并通过接收电压以形成耗尽隔离层。进一步地，所述闭合金属环状结构的外环形状为矩形、或圆形、或多边形，所述闭合金属环状结构的内环形状为矩形、或圆形、或多边形。进一步地，所述闭合金属环状结构的内环形状的拐角为直角、或倒角、或弧形。进一步地，所述闭合金属环状结构的环宽度大于或等于1μm且小于或等于100μm；以及，所述闭合金属环状结构的金属层厚度大于或等于0.1μm且小于或等于100μm。进一步地，所述闭合金属环状结构的内环距离所述栅极、所述源极、所述漏极的距离大于或等于1μm。进一步地，还包括：用于引出所述栅极的栅极引线和栅极引线端子，用于引出所述源极的源极引线和源极引线端子，用于引出所述漏极的漏极引线和漏极引线端子；以及，位于所述半导体基底和所述闭合金属环状结构上的介质层，用于将所述闭合金属环状结构分别与所述栅极引线、所述源极引线、所述漏极引线绝缘，以及将所述半导体基底分别与所述栅极引线、所述源极引线、所述漏极引线绝缘。进一步地，所述介质层的材料为SiN、SiO2、SiON、Al2O3、HfO2、HfAlOx中的任意一种材料或任意至少两种材料。进一步地，所述半导体基底的材料为任意一种能够生长III族氮化物的材料；或者，所述半导体基底的材料为氮化镓、铝镓氮、铟镓氮、铝铟镓氮、磷化铟、砷化镓、碳化硅、金刚石、蓝宝石、锗、硅中的任意一种材料或多种材料组合。进一步地，所述闭合金属环状结构包括至少两重环状结构；或者，所述闭合金属环状结构包括电连接的至少两重环状结构。进一步地，还包括：位于所述半导体基底上的沟槽隔离结构或厚氧隔离结构。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种半导体器件的制造方法，该制造方法包括：提供半导体基底；在所述半导体基底上形成闭合金属环状结构；在所述闭合金属环状结构限定的所述半导体基底上形成有源区；在所述有源区上形成栅极、源极和漏极。进一步地，还包括：在所述闭合金属环状结构上以及在所述闭合金属环状结构外的所述半导体基底上形成介质层；形成栅极引线和栅极引线端子、源极引线和源极引线端子、漏极引线和漏极引线端子。进一步地，利用金属蒸发工艺、或电镀工艺、或溅射工艺形成所述闭合金属环状结构。本专利技术中的半导体器件，其耗尽隔离层通过电场耗尽形成，因此不存在现有隔离工艺带来的缺陷；可通过调节施加在闭合金属环状结构上的电压大小以通过电场在半导体基底中形成不同深度的耗尽隔离层，因此隔离深度可控、隔离效果好；闭合金属环状结构的厚度较薄，不会造成明显的平坦化问题，且其可靠性高、不易退化损坏、制造工艺简单、不需要精确控制、成本也较低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a是本专利技术实施例一中提供的一种半导体器件的俯视图；图1b是本专利技术实施例一中提供的另一种半导体器件的俯视图；图1c是本专利技术实施例一中提供的又一种半导体器件的俯视图；图2a是本专利技术实施例二中提供的第二种半导体器件的俯视图；图2b是本专利技术实施例二中提供的再一种半导体器件的俯视图；图3是本专利技术实施例三中提供的第三种半导体器件的俯视图；图4是本专利技术实施例提供的一种半导体器件制造方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本专利技术实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本专利技术的技术方案，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1a所示为本专利技术实施例一中提供的一种半导体器件的俯视图。本实施例提供了一种半导体器件，包括：半导体基底110；位于半导体基底110上的有源区120，有源区120具有栅极121、源极122和漏极123；位于半导体基底
110上的闭合金属环状结构130，用于包围有源区120并通过接收电压以形成耗尽隔离层。如上所述，闭合金属环状结构130上设置有导电端子131，且其限定的有源区120内形成了一个半导体器件，即有源区120内有器件栅极121、源极122和漏极123。当在一个面积较大的半导体基底110即晶圆上形成多个有源区120时，每个有源区120均被相应的闭合金属环状结构130包围，则在一个晶圆上可形成多个半导体器件，通过耗尽隔离层可实现同一晶圆上每个半导体器件与其闭合金属环状结构130之外的其他器件的电绝缘隔离。在此通过闭合金属环状结构130形成耗尽隔离层的具体过程为：向闭合金属环状结构130上的导电端子131施加电压可形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于，包括：半导体基底；位于所述半导体基底上的有源区，所述有源区具有栅极、源极和漏极；位于所述半导体基底上的闭合金属环状结构，用于包围所述有源区并通过接收电压以形成耗尽隔离层。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：半导体基底；位于所述半导体基底上的有源区，所述有源区具有栅极、源极和漏极；位于所述半导体基底上的闭合金属环状结构，用于包围所述有源区并通过接收电压以形成耗尽隔离层。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述闭合金属环状结构的外环形状为矩形、或圆形、或多边形，所述闭合金属环状结构的内环形状为矩形、或圆形、或多边形。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述闭合金属环状结构的内环形状的拐角为直角、或倒角、或弧形。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述闭合金属环状结构的环宽度大于或等于1μm且小于或等于100μm；以及，所述闭合金属环状结构的金属层厚度大于或等于0.1μm且小于或等于100μm。5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述闭合金属环状结构的内环距离所述栅极、所述源极、所述漏极的距离大于或等于1μm。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，还包括：用于引出所述栅极的栅极引线和栅极引线端子，用于引出所述源极的源极引线和源极引线端子，用于引出所述漏极的漏极引线和漏极引线端子；以及，位于所述半导体基底和所述闭合金属环状结构上的介质层，用于将所述闭合金属环状结构分别与所述栅极引线、所述源极引线、所述漏极引线绝缘，以及将所述半导体基底分别与所述栅极引线、所述源极引线、所述漏极引线绝缘。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞航，
申请(专利权)人：苏州能讯高能半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32