半导体器件及制作方法技术

本申请实施例提供的半导体器件及制作方法。半导体器件包括：衬底；设置在衬底上的半导体层。基于半导体层远离衬底一侧制作形成的源极、漏极及栅极。基于半导体层远离衬底一侧制作形成的介质层，介质层将源极和漏极与栅极隔离开。栅极包括至少两个依次连接在一起的栅极结构，每个栅极结构包括向所述源极和/或漏极延伸的延伸部。该至少两个栅极结构的延伸部依次沿远离衬底的方向分布排列。且各延伸部在同一方向的长度沿远离所述半导体层的方向依次增加。本申请实施例中半导体的栅极，通过至少两个栅极结构的延伸部对半导体层中的电子进行分担，可以降低栅极下的电场峰值，从而抑制电流崩塌。提高半导体器件的可靠性。

Semiconductor devices and manufacturing methods

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及制作方法
本申请涉及半导体及半导体制造
，具体而言，涉及一种半导体器件及制作方法。
技术介绍
广泛应用于射频、微波以及电力电子领域的高电子迁移率器件(HEMT)的可靠性要求都比较高。特别是研究高温、高频、高压和大功率的器件可靠性，已经成为了目前半导体器件领域的研究热点之一。以GaN基高电子迁移率晶体管为例，目前，GaN基高电子迁移率晶体管发展迅猛，纤锌矿结构AlGaN/GaN的HEMT具有极好的高频大功率特性，其大大地增强了GaN微波功率器件的应用前景。HEMT器件具有导通电阻及寄生电容小，开关速度快，热稳定性好等特点，是目前蓬勃发展的高温、高频及大功率器件。然而，尽管AlGaN/GaNHEMT器件在微波大功率特性方面取得很大的进步，但是仍然存在两个严重阻碍其在微波大信号领域发展的问题，一个是电流崩塌，一个是击穿电压。其中，为了抑制电流崩塌，需要降低栅下峰值电场，提高半导体器件的击穿电压。因此，如何提供一种降低栅下峰值电场，提高击穿电压的半导体器件，是需要亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种半导体器件，以及用于制作该半导体器件的方法，以解决上述问题。第一方面，本申请实施例提供一种半导体器件，包括：衬底；设置在所述衬底上的半导体层；基于所述半导体层远离所述衬底一侧制作形成的源极、漏极及栅极，其中，所述栅极位于所述源极与所述漏极之间；基于所述半导体层远离所述衬底一侧制作形成的介质层，所述介质层将所述源极和漏极与栅极隔离开；所述栅极包括至少两个依次连接在一起的栅极结构，每个所述栅极结构包括向所述源极和/或漏极延伸的延伸部；该至少两个栅极结构的延伸部依次沿远离所述衬底的方向分布排列，且各延伸部在同一方向的长度沿远离所述半导体层的方向依次增加。可选地，在本申请实施例中，所述栅极包括第一栅极结构以及第二栅极结构；所述第一栅极结构包括第一延伸部及第一连接部，所述第二栅极结构包括第二延伸部及第二连接部；所述第二栅极结构设置于所述第一栅极结构远离所述衬底的一侧，所述第二延伸部与第一延伸部通过第二连接部连接，第一连接部从所述第一延伸部延伸至所述半导体层与所述半导体层接触，所述第二延伸部的长度大于第一延伸部的长度。可选地，在本申请实施例中，所述介质层包括基于所述半导体层远离所述衬底一侧依次制作形成的第一介质层，第二介质层以及第三介质层；所述第一延伸部位于所述第一介质层与所述第三介质层之间，所述第一连接部贯通所述第一介质层与所述半导体层接触；所述第二延伸部位于所述第三介质层远离所述衬底的一侧，所述第二连接部贯通所述第三介质层将所述第二延伸部与所述第一延伸部连接。可选地，在本申请实施例中，所述栅极还包括第三栅极结构，第三栅极结构包括第三延伸部与第三连接部，所述第三延伸部位于所述第二延伸部远离所述衬底的一侧，所述第三延伸部通过所述第三连接部与所述第二延伸部连接，所述第三延伸部的长度大于所述第二延伸部的长度。可选地，在本申请实施例中，所述介质层还包括第四介质层及第五介质层，所述第四介质层及所述第五介质层依次制作于所述第三介质层远离所述衬底的一侧；所述第二延伸部位于所述第三介质层与所述第五介质层之间；所述第三延伸部位于所述第五介质层远离所述衬底的一侧，所述第三连接部贯通所述第五介质层将所述第三延伸部与所述第二延伸部连接。可选地，在本申请实施例中，所述栅极的结构形状为F形或倒“土”字形。可选地，在本申请实施例中，所述第二介质层的刻蚀选择比大于所述第一介质层与所述第三介质层的刻蚀选择比，所述第一介质层的刻蚀选择比小于或等于所述第三介质层的刻蚀选择比。可选地，在本申请实施例中，所述第二介质层与第一介质层的刻蚀选择比不小于2:1，所述第二介质层与第三介质层的刻蚀选择比大于等于2:1。第二方面，本申请实施例还提供一种半导体器件的制作方法，所述方法包括：提供一衬底；在所述衬底的一侧沉积半导体层；在半导体层远离所述衬底的一侧形成介质层；对所述半导体层上的介质层进行刻蚀，形成分别用于制作源极和漏极的凹槽，并在该凹槽对应的区域制作形成所述源极和漏极；对所述源极和漏极之间的介质层进行刻蚀得到栅槽；基于所述栅槽制作形成栅极，所述栅极包括至少两个依次连接在一起的栅极结构，每个所述栅极结构包括向所述源极和/或漏极延伸的延伸部；该至少两个栅极结构的延伸部依次沿远离所述衬底的方向分布排列，且各延伸部在同一方向的长度沿远离所述半导体层的方向依次增加。可选地，在本申请实施例中，所述在半导体层远离所述衬底的一侧形成介质层，包括：在所述半导体层远离所述衬底的一侧形成第一介质层；在所述第一介质层远离所述衬底的一侧形成第二介质层；在所述第二介质层远离所述衬底的一侧形成第三介质层，其中，所述第一介质层和第三介质层的刻蚀选择比小于所述第二介质层的刻蚀选择比。可选地，在本申请实施例中，所述对所述源极和漏极之间的介质层进行刻蚀得到栅槽，包括：采用干法刻蚀法对位于所述源极和漏极之间的介质层进行刻蚀，形成十字型栅槽；其中，基于所述栅槽制作形成的栅极包括第一栅极结构与第二栅极结构；所述第一栅极结构包括第一延伸部及第一连接部，所述第二栅极结构包括第二延伸部及第二连接部；所述第二栅极结构设置于所述第一栅极结构远离所述衬底的一侧，所述第二延伸部与第一延伸部通过第二连接部连接，第一连接部从所述第一延伸部延伸至所述半导体层与所述半导体层接触，所述第二延伸部的长度大于第一延伸部的长度；所述第一延伸部位于所述第一介质层与所述第三介质层之间，所述第一连接部贯通所述第一介质层与所述半导体层接触；所述第二延伸部位于所述第三介质层远离所述衬底的一侧，所述第二连接部贯通所述第三介质层将所述第二延伸部与所述第一延伸部连接。本申请实施例提供的半导体器件及制作方法。所述半导体器件包括：衬底；设置在所述衬底上的半导体层；基于所述半导体层远离所述衬底一侧制作形成的源极、漏极及栅极，其中，所述栅极位于所述源极与所述漏极之间；基于所述半导体层远离所述衬底一侧制作形成的介质层，所述介质层将所述源极和漏极与栅极隔离开；所述栅极包括至少两个依次连接在一起的栅极结构，每个所述栅极结构包括向所述源极和/或漏极延伸的延伸部；该至少两个栅极结构的延伸部依次沿远离所述衬底的方向分布排列，且各延伸部在同一方向的长度沿远离所述半导体层的方向依次增加。本申请实施例中半导体的栅极，通过至少两个栅极结构的延伸部对半导体层中的电子进行分担，以此降低栅极下的电场峰值，从而抑制电流崩塌。提高半导体器件的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：/n衬底；/n设置在所述衬底上的半导体层；/n基于所述半导体层远离所述衬底一侧制作形成的源极、漏极及栅极，其中，所述栅极位于所述源极与所述漏极之间；/n基于所述半导体层远离所述衬底一侧制作形成的介质层，所述介质层将所述源极和漏极与栅极隔离开；/n所述栅极包括至少两个依次连接在一起的栅极结构，每个所述栅极结构包括向所述源极和/或漏极延伸的延伸部；该至少两个栅极结构的延伸部依次沿远离所述衬底的方向分布排列，且各延伸部在同一方向的长度沿远离所述半导体层的方向依次增加。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
衬底；
设置在所述衬底上的半导体层；
基于所述半导体层远离所述衬底一侧制作形成的源极、漏极及栅极，其中，所述栅极位于所述源极与所述漏极之间；
基于所述半导体层远离所述衬底一侧制作形成的介质层，所述介质层将所述源极和漏极与栅极隔离开；
所述栅极包括至少两个依次连接在一起的栅极结构，每个所述栅极结构包括向所述源极和/或漏极延伸的延伸部；该至少两个栅极结构的延伸部依次沿远离所述衬底的方向分布排列，且各延伸部在同一方向的长度沿远离所述半导体层的方向依次增加。


2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极包括第一栅极结构以及第二栅极结构；
所述第一栅极结构包括第一延伸部及第一连接部，所述第二栅极结构包括第二延伸部及第二连接部；
所述第二栅极结构设置于所述第一栅极结构远离所述衬底的一侧，所述第二延伸部与第一延伸部通过第二连接部连接，第一连接部从所述第一延伸部延伸至所述半导体层与所述半导体层接触，所述第二延伸部的长度大于第一延伸部的长度。


3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述介质层包括基于所述半导体层远离所述衬底一侧依次制作形成的第一介质层，第二介质层以及第三介质层；
所述第一延伸部位于所述第一介质层与所述第三介质层之间，所述第一连接部贯通所述第一介质层与所述半导体层接触；
所述第二延伸部位于所述第三介质层远离所述衬底的一侧，所述第二连接部贯通所述第三介质层将所述第二延伸部与所述第一延伸部连接。


4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极还包括第三栅极结构，第三栅极结构包括第三延伸部与第三连接部，所述第三延伸部位于所述第二延伸部远离所述衬底的一侧，所述第三延伸部通过所述第三连接部与所述第二延伸部连接，所述第三延伸部的长度大于所述第二延伸部的长度。


5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述介质层还包括第四介质层及第五介质层，所述第四介质层及所述第五介质层依次制作于所述第三介质层远离所述衬底的一侧；
所述第二延伸部位于所述第三介质层与所述第五介质层之间；
所述第三延伸部位于所述第五介质层远离所述衬底的一侧，所述第三连接部贯通所述第五介质层将所述第三延伸部与所述第二延伸部连接。


6.如权利要求2或3所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极的结构形状为F形或倒“土”字形。


7.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，
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