一种半导体器件制造技术

本申请公开了一种半导体器件，所述器件包括衬底；位于所述衬底上的半导体层；位于所述半导体层远离衬底一侧的介质层；位于所述半导体层远离衬底一侧的源极、漏极以及位于源极和漏极之间的栅极；位于所述栅极和漏极之间的场板凹槽；位于所述介质层远离衬底一侧的场板，所述场板包含覆盖于所述场板凹槽内的第一部分，以及位于场板凹槽外且位于场板凹槽和漏极之间的第二部分。本申请通过对场板第二部分的设置，实现有效进行电场调制的同时满足高频特性。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件
本申请涉及半导体
，具体涉及一种半导体器件。
技术介绍
工作在高漏源电压下的HEMT(HighElectronMobilityTransistor，高电子迁移率晶体管)器件，其栅极靠近漏端一侧附近的电场线非常密集，会形成一个高电场尖峰，这种局部区域的高电场可以引起非常大的栅极泄露电流，甚至导致材料击穿，器件失效，从而降低器件的击穿电压，并且电场尖峰越高，器件可承受的击穿电压就越小。同时，随着时间的增加，高电场也会引起器件表面介质层或半导体材料层退化、变性，进而影响器件工作可靠性，降低器件寿命，使得HEMT器件高温、高压、高频的优势不能充分发挥。所以，在实际器件的结构设计和工艺研发中，人们总会采取各种方法降低器件栅极附近的强电场以提高器件的击穿电压并获得优良的可靠性。申请内容有鉴于此，本申请提出了一种有效调节场板凹槽附近电场同时发挥高频特性的半导体器件，以满足现有技术对器件性能要求的不断提高。为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：本申请实施例提供了一种半导体器件，包括：衬底；位于所述衬底上的半导体层；位于所述半导体层远离衬底一侧的介质层；位于所述半导体层远离衬底一侧的源极、漏极以及位于源极和漏极之间的栅极；位于所述栅极和漏极之间的场板凹槽；位于所述介质层远离衬底一侧的场板，所述场板包含覆盖于所述场板凹槽内的第一部分，以及位于场板凹槽外且位于场板凹槽和漏极之间的第二部分。进一步地，所述场板的第二部分在所述栅极向所述漏极的延伸方向具有第一距离，在垂直于所述栅极向所述漏极的延伸方向具有第二距离，所述第一距离大于等于所述第二距离。进一步地，所述场板的第二部分末端与所述漏极靠近所述场板凹槽一侧边缘的距离大于等于所述场板的第二部分末端与所述栅极靠近所述场板凹槽一侧边缘的距离。进一步地，所述场板凹槽底部深入所述半导体层内，且位于所述场板的第一部分靠近所述半导体层一侧覆盖有隔离层，所述隔离层为非金属材料。进一步地，所述隔离层的厚度小于所述场板凹槽底部距离所述半导体层远离所述衬底一侧表面的距离。进一步地，所述隔离层还位于靠近所述场板凹槽底部的场板凹槽侧壁。进一步地，所述第一距离与所述第二距离的比值小于等于2.5。进一步地，所述场板凹槽以及所述场板第一部分的靠近所述漏极一侧的侧壁倾斜趋势和所述场板第二部分的延伸趋势相同。进一步地，所述场板的第二部分是直线型或者弧形或者折线型或者阶梯型。进一步地，所述场板的第二部分是直线型或者弧形时，所述场板第二部分与所述半导体层的夹角小于等于60度。进一步地，所述场板和源极、栅极或者漏极中的任一个电连接。本申请的场板结构优化了现有技术中场板调节电场的能力，通过设计场板的尾部在水平方向延伸距离以及与垂直方向之间的距离关系来调节场板凹槽附近的电场峰值，使得栅极和漏极之间的电场分布更加均匀，同时，通过设计场板末端与栅极和漏极之间的相对距离关系来充分发挥器件的高频特性，另外通过将场板凹槽中的场板深入到半导体层内，使位于栅极和漏极之间的场板更接近二维电子气，这种结构能够有效进行电场调制，增大击穿电压，减小漏电。附图说明下面将通过参照附图详细描述本申请的示例性实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本申请的上述及其他特征和优点，附图中：图1为本申请实施例提供的半导体器件的结构示意图。图2为本申请实施例提供的半导体器件的另一结构示意图。图3为本申请实施例提供的半导体器件的另一结构示意图。图4为本申请实施例提供的半导体器件的另一结构示意图。图5为本申请实施例提供的半导体器件的另一结构示意图。图标：11-衬底；12-半导体层；121-成核层；122-缓冲层；123-沟道层；124-势垒层；13-源极；14-漏极；15-栅极；16-介质层；17-场板；171-场板第一部分；172-场板第二部分；18-场板凹槽；19-隔离层。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本申请的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为只是或暗示相对重要性。实施例一图1是本申请实施例一提供的有介质层的半导体器件的剖面示意图，该半导体器件包括衬底11；位于衬底11上的半导体层12；位于半导体层12远离衬底一侧的介质层16；位于半导体层12上的源极13、漏极14以及位于源极13和漏极14之间的栅极15；位于栅极15和漏极13之间的场板凹槽18；位于介质层16远离衬底11一侧的场板17，所述场板17包含覆盖于场板凹槽18内的第一部分171，以及位于场板凹槽外且位于场板凹槽18和漏极13之间的第二部分172。为了调节场板凹槽附近的电场尖峰，使得整个器件的电场分布更加均匀，本申请还对场板17的第二部分172进行了优化。如图1所示，在一种实施方式中，场板17的第二部分172在栅极15向漏极13的延伸方向具有第一距离X，在垂直于栅极15向漏极13的延伸方向具有第二距离Y，该第一距离X应大于等于所述第二距离Y。这样可以充分发挥场板对场板凹槽附近电场的二次调制，使得整个器件的电场分布均匀。在一种优选的实施方式中，场板17第二部分172的第一距离X与第二距离Y并不是任意选择的，任意设置的第一距离和第二距离会增加器件的寄生电容或电阻，甚至不能起到调制电场的作用，因此场板17第二部分172在栅极15向漏极13的延伸方向的第一距离X与在垂直于栅极15向漏极13的延伸方向的第二距离Y比值应小于等于2.5。在本申请中，衬底11可以是氮化镓、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、硅中的一种或多种的组合，或任何其他能够生长III族氮化物的材料。半导体层12的材料可以包括基于III-V族化合物的半导体材料，具体的，如图3所示，半导体层12可包括：位于衬底11上的成核层121，该成核层121影响位于其上的异质结材料的晶体质量、表面形貌以及电学性质等参数，起匹配衬底材料和异质结结构中半导体材料层的作用。位于成核层121上的缓冲层122，缓冲层122能够保护衬底11不被一些金属离子侵入，又能够粘合需要生长于其上的其他半导体材料层的作用，缓冲层122的材料可以是AlGaN、GaN或AlGaInN等III族氮化物材料。位于缓冲层122上的沟道层123，位于沟道层123上的势垒层124，势垒层124的材料可以为AlGaN，沟道层123和势垒层124形成异质结结构，异质界本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：/n衬底；/n位于所述衬底上的半导体层；/n位于所述半导体层远离所述衬底一侧的介质层；/n位于所述半导体层远离所述衬底一侧的源极、漏极以及位于源极和漏极之间的栅极；/n位于所述栅极和漏极之间的场板凹槽；/n位于所述介质层远离衬底一侧的场板，所述场板包含覆盖于所述场板凹槽内的第一部分，以及位于场板凹槽外且位于场板凹槽和漏极之间的第二部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
衬底；
位于所述衬底上的半导体层；
位于所述半导体层远离所述衬底一侧的介质层；
位于所述半导体层远离所述衬底一侧的源极、漏极以及位于源极和漏极之间的栅极；
位于所述栅极和漏极之间的场板凹槽；
位于所述介质层远离衬底一侧的场板，所述场板包含覆盖于所述场板凹槽内的第一部分，以及位于场板凹槽外且位于场板凹槽和漏极之间的第二部分。


2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述场板的第二部分在所述栅极向所述漏极的延伸方向具有第一距离，在垂直于所述栅极向所述漏极的延伸方向具有第二距离，所述第一距离大于等于所述第二距离。


3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述场板的第二部分末端与所述漏极靠近所述场板凹槽一侧边缘的距离大于等于所述场板的第二部分末端与所述栅极靠近所述场板凹槽一侧边缘的距离。


4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述场板凹槽底部深入所述半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴星星，
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