半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置包含基板、有源层、源极、漏极、栅极、第一金属层与第二金属层。有源层置于基板上。源极与漏极分别电性连接有源层。栅极置于有源层上并置于源极与漏极之间。栅极具有第一延伸部，往漏极延伸。第一金属层部分置于栅极的第一延伸部与有源层之间，并往漏极延伸，使得另一部分的第一金属层突出于第一延伸部。第一金属层与源极电性连接。第二金属层置于栅极的第一延伸部上方，并往漏极延伸，使得另一部分的第二金属层突出于第一延伸部。第二金属层与源极电性连接。本发明专利技术的半导体装置通过增加栅极与源极之间的电容值，以降低半导体装置的米勒因子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种半导体装置。
技术介绍
高电子迁移率晶体管(highelectronmobilitytransistor,HEMT)为场效晶体管(fieldeffecttransistor,FET)的一类，因其具有高电子迁移率与低电阻，因此被广泛应用。高电子迁移率晶体管的重要元件为异质结构层，其由二种具不同能隙的材料所组成，以取代传统场效晶体管的PN界面。一般利用的材料组合为氮化镓铝(AlGaN)与氮化镓(GaN)。因由氮化镓铝与氮化镓组成的异质结构层于氮化镓侧的形成量子井的导电带，因此氮化镓铝与氮化镓之间的界面即产生二维电子气(two-dimensionalelectrongas,2DEG)。
技术实现思路
本专利技术的一实施方式提供一种半导体装置，包含基板、有源层、源极、漏极、栅极、第一金属层与第二金属层。有源层置于基板上。源极与漏极分别电性连接有源层。栅极置于有源层上并置于源极与漏极之间。栅极具有第一延伸部，往漏极延伸。第一金属层部分置于栅极的第一延伸部与有源层之间，并往漏极延伸，使得另一部分的第一金属层突出于第一延伸部。第一金属层与源极电性连接。第二金属层置于栅极的第一延伸部上方，并往漏极延伸，使得另一部分的第二金属层突出于第一延伸部。第二金属层与源极电性连接。在一或多个实施方式中，第一金属层与漏极之间的水平距离较第一延伸部与漏极之间的水平距离近。在一或多个实施方式中，第二金属层与漏极之间的水平距离较第一延伸部与漏极之间的水平距离近。在一或多个实施方式中，第二金属层更延伸至源极上方。在一或多个实施方式中，半导体装置还包含贯穿结构，置于第二金属层与源极之间，并连接第二金属层与源极。在一或多个实施方式中，半导体装置还包含连接元件，置于栅极与漏极之间，并连接第一金属层与第二金属层。在一或多个实施方式中，第二金属层面向源极的一侧位于栅极的上方。在一或多个实施方式中，半导体装置还包含第三金属层，置于第一金属层与第二金属层之间，并置于栅极的第一延伸部与漏极之间。第三金属层电性连接源极。在一或多个实施方式中，半导体装置还包含第一介电层与第二介电层。第一介电层置于栅极的第一延伸部与第一金属层之间。第二介电层置于栅极的第一延伸部与第二金属层之间，且第三金属层置于第一介电层与第二介电层之间。在一或多个实施方式中，半导体装置还包含连接元件，置于栅极与漏极之间，并连接第一金属层与第二金属层。在一或多个实施方式中，栅极更具有第二延伸部，往源极延伸。在一或多个实施方式中，半导体装置还包含P型掺杂层，置于栅极与有源层之间。上述实施方式的半导体装置通过增加栅极与源极之间的电容值，以降低半导体装置的米勒因子(MillerFactor)。附图说明图1为本专利技术一实施方式的半导体装置的剖面图。图2为本专利技术另一实施方式的半导体装置的剖面图。图3为本专利技术再一实施方式的半导体装置的剖面图。图4为本专利技术又一实施方式的半导体装置的剖面图。其中，附图标记说明如下：110：基板170：第二金属层120：有源层172：侧122：氮化镓层175：金属层124：氮化镓铝层180：P型掺杂层126：二维电子气190：连接元件130：源极210：第一介电层140：漏极220：第二介电层150：栅极230：缓冲层152：第一延伸部240：绝缘区154：第二延伸部250、255：贯穿结构160：第一金属层260：第三金属层d1、d2、d3、d4、d5：水平距离具体实施方式以下将以附图揭露本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。图1为本专利技术一实施方式的半导体装置的剖面图。半导体装置包含基板110、有源层120、源极130、漏极140、栅极150、第一金属层160与第二金属层170。有源层120置于基板110上。源极130与漏极140分别电性连接有源层120。举例而言，在图1中，至少部分的源极130与漏极140置于有源层120中。栅极150置于有源层120上并置于源极130与漏极140之间。栅极150具有第一延伸部152，往漏极140延伸。第一金属层160部分置于栅极150的第一延伸部152与有源层120之间，并往漏极140延伸，使得另一部分的第一金属层160突出于第一延伸部152。第一金属层160与源极130电性连接。第二金属层170置于栅极150的第一延伸部152上方，并往漏极140延伸，使得另一部分的第二金属层170突出于第一延伸部152。第二金属层170与源极130电性连接。在一些实施方式中，第一金属层160与第二金属层170可利用层间贯穿结构或外部电路(未绘示)，例如电线，而与源极130连接，然而本专利技术不以此为限。简言之，本实施方式的半导体装置通过增加栅极150与源极130之间的电容值，以降低半导体装置的米勒因子(MillerFactor)。具体而言，在本实施方式中，部分的第一金属层160置于第一延伸部152与有源层120之间，亦即第一金属层160与第一延伸部152部分重叠。因第一金属层160与源极130电性连接，且第一延伸部152为栅极150的一部分，因此重叠部分的第一金属层160与第一延伸部152之间便会产生栅极-源极电容(Cgs)。另一方面，部分的第二金属层170置于第一延伸部152上方，亦即第二金属层170与第一延伸部152部分重叠。又第二金属层170亦与源极130电性连接，因此重叠部分的第二金属层170与第一延伸部152之间便会产生另一栅极-源极电容。如此的设置使得半导体装置的栅极-源极电容增加，因此半导体装置的米勒比例(MillerRatio)(其与栅极-源极电容成反比)便可相对降低。米勒比例越低，则半导体装置的操作状态便越佳。在本实施方式中，第一金属层160与第二金属层170皆突出于栅极150的第一延伸部152，换句话说，第一金属层160与漏极140之间的水平距离d1较第一延伸部152与漏极140之间的水平距离d2近，且第二金属层170与漏极140之间的水平距离d3亦较第一延伸部152与漏极140之间的水平距离d2近。如此的结构使得第一金属层160与第二金属层170可作为栅极150与漏极140之间的电性屏障，以降低栅极150与漏极140之间的电性影响。在本实施方式中，栅极150还包含第二延伸部154，往源极130延伸。如此一来，栅极150与源极130之间的距离变近，则栅极-源极电容可进一步地增加，因此半导体装置的米勒比例便可进一步地降低。在本实施方式中，第二金属层170面向源极130的一侧172位于栅极150的上方。换句话说，第二金属层170与源极130之间的水平距离d4较栅极150的第二延伸部154与源极130之间的水平距离d5远。如此一来，第二金属层170与有源层120之间被栅极150所隔开，可避免第二金属层170与有源层120之间增加额外的寄生电容，亦可避免第二金属层170干扰有源层120附近的电场分布。然而在其他的实施方式中，水平距离d4亦可大于或等于水平距离d5，本专利技术不以此为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，包含：一基板；一有源层，置于该基板上；一源极与一漏极，分别电性连接该有源层；一栅极，置于该有源层上并置于该源极与该漏极之间，其中该栅极具有一第一延伸部，往该漏极延伸；一第一金属层，部分置于该栅极的该第一延伸部与该有源层之间，并往该漏极延伸，使得另一部分的该第一金属层突出于该第一延伸部，其中该第一金属层与该源极电性连接；以及一第二金属层，置于该栅极的该第一延伸部上方，并往该漏极延伸，使得另一部分的该第二金属层突出于该第一延伸部，其中该第二金属层与该源极电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置，包含：一基板；一有源层，置于该基板上；一源极与一漏极，分别电性连接该有源层；一栅极，置于该有源层上并置于该源极与该漏极之间，其中该栅极具有一第一延伸部，往该漏极延伸；一第一金属层，部分置于该栅极的该第一延伸部与该有源层之间，并往该漏极延伸，使得另一部分的该第一金属层突出于该第一延伸部，其中该第一金属层与该源极电性连接；以及一第二金属层，置于该栅极的该第一延伸部上方，并往该漏极延伸，使得另一部分的该第二金属层突出于该第一延伸部，其中该第二金属层与该源极电性连接。2.如权利要求1所述的半导体装置，其中该第一金属层与该漏极之间的水平距离较该第一延伸部与该漏极之间的水平距离近。3.如权利要求1所述的半导体装置，其中该第二金属层与该漏极之间的水平距离较该第一延伸部与该漏极之间的水平距离近。4.如权利要求1所述的半导体装置，其中该第二金属层更延伸至该源极上方。5.如权利要求4所述的半导体装置，还包含：一贯穿结构，置于该第二金属层与该源极之间，并连接该第二金...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖文甲，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71