半导体器件及其制造方法技术

氮化物半导体器件包括第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、至少一栅极结构、源极与至少一漏极、介电层以及至少一栅极覆盖层。第二氮化物半导体层设置于第一氮化物半导体层上且其具有的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。至少一栅极结构设置于第二氮化物半导体层上。源极与至少一漏极设置于第二氮化物半导体层上，且栅极结构位于源极与漏极之间。介电层覆盖栅极结构。至少一栅极覆盖层，覆盖栅极结构且被介电层覆盖，且栅极覆盖层中靠近漏极的一端部漏极通过介电层间隔出一距离。极的一端部漏极通过介电层间隔出一距离。极的一端部漏极通过介电层间隔出一距离。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法


[0001]本专利技术一般涉及半导体器件。更具体地说，本专利技术涉及一种高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)半导体器件，其具有介电复合结构以覆盖栅极，从而改进半导体器件的效能。

技术介绍

[0002]近年来，对高电子迁移率晶体管(HEMT)的深入研究非常普遍，特别是在高功率开关以及高频应用。HEMT利用两种不同带隙材料间的异质结介面形成类量子阱结构，可容纳二维电子气(2DEG)区域，满足高功率/频率器件的要求。除了HEMT之外，具有异质结构的器件的示例还包括异质结双极晶体管(heterojunction bipolar transistors,HBT)、异质结场效应晶体管(heterojunction field effect transistor,HFET)以及调制掺杂FETs(modulation
‑
doped FETs,MODFET)。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的一个方面，提供了一种氮化物半导体器件。氮化物半导体器件包括第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、至少一栅极结构、源极与至少一漏极、介电层以及至少一栅极覆盖层。第二氮化物半导体层设置于第一氮化物半导体层上且其具有的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。至少一栅极结构设置于第二氮化物半导体层上。源极与至少一漏极设置于第二氮化物半导体层上，且栅极结构位于源极与漏极之间。介电层覆盖栅极结构。至少一栅极覆盖层，覆盖栅极结构且被介电层覆盖，且栅极覆盖层中靠近漏极的一端与漏极通过介电层间隔出一距离。
[0004]根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体器件的制造方法。所述方法包括以下步骤。形成第一氮化物半导体层。形成第二氮化物半导体层于第一氮化物半导体层上，其中第二氮化物半导体层具有的带隙大于第一氮化物半导体层具有的带隙。形成至少一栅极结构于第二氮化物半导体层上。形成毯覆栅极覆盖层于至少一栅极结构上。蚀刻毯覆栅极覆盖层至少一部分，以形成栅极覆盖层以覆盖至少一栅极结构。形成源极与至少一漏极以贯穿介电层，以使源极与至少一漏极贯穿介电层已与第二氮化物半导体层接触，其中漏极与栅极覆盖层被介电层间隔出一距离。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种半导体器件。半导体器件包括通道层、能障层、至少一栅极结构、源极与至少一漏极以及介电复合结构。能障层设置于通道层上。至少一栅极结构设置于能障层上。源极与至少一漏极设置于能障层上，且栅极结构位于源极与漏极之间。介电复合结构，包括上、下介电层。下介电层覆盖至少一栅极结构，且上介电层包覆下介电层，且上介电层的至少一部分延伸入下介电层与漏极之间。
[0006]根据上述配置，在本专利技术的实施例中，栅极结构被栅极覆盖层所覆盖，故在半导体器件关闭状态(off
‑
state)或开启状态(on
‑
state)下皆可避免栅极漏电。并且，栅极覆盖层靠近漏极的一端未与漏极所接触。漏极朝向栅极结构的侧表面与由单一材料构成的介电层
所接触，而与其间形成单一种异质介面，有助于漏极区域中介面状态(Interface state)数量/密度的减少，而可进一步降低漏电现象发生的机率。因此，本专利技术实施例的半导体器件可具有良好的效能。
附图说明
[0007]当结合附图阅读时，从以下具体实施方式能容易地理解本
技术实现思路
的各方面。应注意的是，各个特征可以不按比例绘制。实际上，为了便于论述，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
[0008]图1是根据本专利技术的一些实施例的半导体器件的横截面图；
[0009]图2A、图2B、图2C、图2D、图2E以及图2F描绘了用于制造半导体器件的方法的不同阶段图；
[0010]图3是根据本专利技术的一些实施例的半导体器件的横截面图；
[0011]图4是根据本专利技术的一些实施例的半导体器件的横截面图；
[0012]图5是根据本专利技术的一些实施例的半导体器件的横截面图；
[0013]图6是根据本专利技术的一些实施例的半导体器件的横截面图；
[0014]图7是根据本专利技术的一些实施例的半导体器件的横截面图；以及
[0015]图8是根据本专利技术的一些实施例的半导体器件的横截面图。
具体实施方式
[0016]于全部的附图以及详细说明中，将使用相同的参考符号来表示相同或相似的部件。借由以下结合附图的详细描述，将可容易理解本
技术实现思路
的实施方式。
[0017]于空间描述中，像是“上”、“下”、“上方”、“左侧”、“右侧”、“下方”、“顶部”、“底部”、“纵向”、“横向”、“一侧”、“较高”、“较低”、“较上”、“之上”、“之下”等的用语，是针对某个组件或是由组件所构成的群组的某个平面定义的，对于组件的定向可如其对应图所示。应当理解，这里使用的空间描述仅用于说明目的，并且在此所描述的结构于实务上的体现可以是以任何方向或方式设置于空间中，对此的前提为，本
技术实现思路
的实施方式的优点不因如此设置而偏离。
[0018]此外，需注意的是，对于描绘为近似矩形的各种结构的实际形状，在实际器件中，其可能是弯曲的、具有圆形的边缘、或是具有一些不均匀的厚度等，这是由于器件的制造条件造成的。本
技术实现思路
中，使用直线以及直角绘示仅用于方便表示层体以及技术特征。
[0019]于下面的描述中，半导体器件以及其制造方法等被列为优选实例。本领域技术人员将能理解到，可以在不脱离本专利技术的范围以及精神的情况下进行修改，包括添加以及/或替换。特定细节可以省略，目的为避免使本专利技术模糊不清；然而，本
技术实现思路
是为了使本领域技术人员能够在不进行过度实验的情况下，实现本
技术实现思路
中的教示。
[0020]图1是根据本专利技术的一些实施例的半导体器件1A的横截面图。请参照图1，半导体器件1A具体化为具有双栅极的半导体器件。半导体器件1A包括衬底10、氮化物半导体层12、14、栅极结构G1、G2、电极20、22、24、栅极覆盖层30、32以及介电层40。于以下的段落会详细地说明上述各组件与各组件之间的配置关系。
[0021]衬底10可以是半导体衬底。衬底10的示例性材料可包括，例如但不限于硅、硅锗
(SiGe)、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)、p掺杂硅、n掺杂硅、蓝宝石、绝缘体上半导体(例如绝缘体上硅(silicon on insulator,SOI))或其他合适的半导体材料。在一些实施例中，衬底10可包括例如但不限于第III族元素、第IV族元素、第V族元素或其组合(例如，III
‑
V族化合物)。在其他实施例中，衬底10可包括例如但不限于，一个或多个其他特征，例如掺杂区、埋层、外延(epitaxy)层或其组合。
[0022]在一些实施例中，半导体器件1A包括缓冲层(未示出)。缓冲层可设置于衬底10上方。缓冲层可经配置以减少衬底10与在衬底10上形成的层(例如，氮化物半导体层12)之间的晶格以及热失配(lattice and本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮化物半导体器件，其特征在于，包括：第一氮化物半导体层；第二氮化物半导体层，设置于所述第一氮化物半导体层上且其具有的带隙大于所述第一氮化物半导体层的带隙；至少一栅极结构，设置于所述第二氮化物半导体层上；源极与至少一漏极，设置于所述第二氮化物半导体层上，且所述栅极结构位于所述源极与所述漏极之间；介电层，覆盖所述栅极结构；以及至少一栅极覆盖层，覆盖所述栅极结构且被所述介电层覆盖，且所述栅极覆盖层中靠近所述漏极的一端与所述漏极通过所述介电层间隔出一距离。2.如权利要求1所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中，所述至少一栅极结构包括第一栅极结构与第二栅极结构，所述至少一漏极包括第一漏极与第二漏极，所述至少一栅极覆盖层包括第一栅极覆盖层与第二栅极覆盖层，其中，所述第一栅极结构位于所述源极与所述第一漏极之间且被所述第一栅极覆盖层覆盖，且所述第二栅极结构位于所述源极与所述第二漏极之间且被所述第二栅极覆盖层覆盖。3.如权利要求2所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中，所述第一栅极覆盖层与所述第二栅极覆盖层之一者与所述源极接触，所述第一栅极覆盖层与所述第二栅极覆盖层之另一者通过所述介电层与所述源极间隔出一距离。4.如权利要求2所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述第一栅极覆盖层与所述第二栅极覆盖层皆与所述源极接触。5.如权利要求2所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述第一与第二栅极覆盖层中的一者与其相应的所述漏极通过所述介电层间隔出第一距离，所述第一与第二栅极覆盖层中的另一者与其相应的所述漏极通过所述介电层间隔出第二距离，其中所述第一距离不同于所述第二距离。6.如权利要求1所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述栅极覆盖层中靠近所述源极的一端与所述源极接触。7.如权利要求6所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述介电层与所述栅极覆盖层共同覆盖所述源极的一侧表面。8.如权利要求1所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述栅极覆盖层中靠近所述源极的一端与所述源极通过所述介电层间隔出一距离。9.如权利要求8所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述介电层完整地覆盖所述源极的一侧表面。10.如权利要求1所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述栅极结构通过所述栅极覆盖层与所述介电层隔开。11.如权利要求1所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述栅极结构包括掺杂的氮化物半导体层与栅极，其中所述掺杂的氮化物半导体层与所述第二氮化物半导体层接触，且所述栅极设置于所述掺杂的氮化物半导体层上。12.如权利要求11所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述掺杂的氮化物半导
体层具有的宽度小于所述栅极具有的宽度。13.如权利要求1所述的氮化物半导体器件，其特征在于，其中所述介电层的材料不同于所述栅极覆盖层的材料。14.如权利要求13所述的氮化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：何清源，郝荣晖，黄敬源，
申请(专利权)人：英诺赛科珠海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：