高电子迁移率晶体管装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种高电子迁移率晶体管装置，包括衬底、半导体堆叠层、栅极、源极、漏极以及第一肖特基电极。半导体堆叠层设置于衬底上。栅极设置于半导体堆叠层上。源极与漏极分别电连接半导体堆叠层。源极、栅极与漏极沿着第一方向依序排列。第一肖特基电极与半导体堆叠层之间具有肖特基接触，且第一肖特基电极电连接至源极。栅极与第一肖特基电极沿第二方向排列，且第二方向垂直于第一方向。通过将高电子迁移率晶体管与肖特基二极管整合在一起，可以提升高电子迁移率晶体管装置的整体效能。提升高电子迁移率晶体管装置的整体效能。提升高电子迁移率晶体管装置的整体效能。

【技术实现步骤摘要】
高电子迁移率晶体管装置


[0001]本专利技术涉及一种高电子迁移率晶体管装置，且特别是有关于一种包括肖特基电极的高电子迁移率晶体管装置。

技术介绍

[0002]高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，HEMT)是晶体管的一种。HEMT包括由两种具有不同能隙的半导体材料所形成的异质接面(hetero junction)。异质接面可产生二维电子气或二维电洞气，而可作为HEMT的导电通道。由于HEMT具有低阻值、高击穿电压以及快速开关切换频率等优点，故在高功率电子元件的领域中受到广泛的应用。
[0003]HEMT可依据通道的常开或常关而分别归类为空乏型(depletion mode)或增强型(enhancement mode)HEMT。增强型晶体管元件因为其提供的附加安全性以及其更容易由简单、低成本的驱动电路来控制，故在业界获得相当大的关注。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种高电子迁移率晶体管装置，通过将HEMT与肖特基二极管(Schottky Barrier Diode，SBD)整合在一起，可以提升高电子迁移率晶体管装置的整体效能。
[0005]本专利技术的至少一实施例提供一种高电子迁移率晶体管装置，包括衬底、半导体堆叠层、栅极、源极、漏极以及第一肖特基电极。半导体堆叠层设置于衬底上，半导体堆叠层中包括第一隔离结构。栅极设置于半导体堆叠层上。源极与漏极分别电连接半导体堆叠层。源极、栅极与漏极沿着第一方向依序排列。第一肖特基电极与半导体堆叠层之间具有肖特基接触，且第一肖特基电极电连接至源极。栅极与第一肖特基电极沿第二方向排列，其中第一方向与第二方向平行于衬底的表面，且第二方向垂直于第一方向。第一肖特基电极与半导体堆叠层构成第一肖特基二极管，第一肖特基二极管电连接源极与漏极，且第一隔离结构横向地位于第一肖特基电极与栅极之间以及第一肖特基电极与源极之间。
[0006]在一些实施例中，第一隔离结构将第一肖特基电极下方的半导体堆叠层与栅极下方的半导体堆叠层电隔离，且第一隔离结构将第一肖特基电极下方的半导体堆叠层与源极下方的半导体堆叠层电隔离。
[0007]在一些实施例中，高电子迁移率晶体管装置更包括场效电板。场效电板电连接栅极，且位于栅极以及第一肖特基电极上方。
[0008]在一些实施例中，在第一方向上，栅极与漏极之间的距离等于第一肖特基电极与漏极之间的距离。
[0009]在一些实施例中，高电子迁移率晶体管装置更包括第一欧姆电极与第二肖特基电极。第一欧姆电极与半导体堆叠层之间具有欧姆接触，且电连接至栅极，其中栅极、第一肖特基电极以及第一欧姆电极沿第二方向排列。第二肖特基电极与半导体堆叠层之间具有肖
conduction)模式的效率损失及/或静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)导致的元件失效。
附图说明
[0022]包含附图以便进一步理解本专利技术，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并与描述一起用于解释本专利技术的原理。
[0023]图1A是依照本专利技术的一实施例的一种高电子迁移率晶体管装置的上视示意图。
[0024]图1B是沿着图1A线a
‑
a
’
的剖面示意图。
[0025]图1C是沿着图1A线b
‑
b
’
的剖面示意图。
[0026]图1D是沿着图1A线c
‑
c
’
的剖面示意图。
[0027]图1E是图1A的高电子迁移率晶体管装置的电路示意图。
[0028]图2A是依照本专利技术的一实施例的一种高电子迁移率晶体管装置的上视示意图。
[0029]图2B是沿着图2A线a
‑
a
’
的剖面示意图。
[0030]图2C是沿着图2A线b
‑
b
’
的剖面示意图。
[0031]图2D是沿着图2A线c
‑
c
’
的剖面示意图。
[0032]图2E是图2A的高电子迁移率晶体管装置的电路示意图。
[0033]图3A是依照本专利技术的一实施例的一种高电子迁移率晶体管装置的上视示意图。
[0034]图3B是沿着图3A线d
‑
d
’
与e
‑
e
’
的剖面示意图。
[0035]图3C是图3A的高电子迁移率晶体管装置的电路示意图。
[0036]图4A是依照本专利技术的一实施例的一种高电子迁移率晶体管装置的上视示意图。
[0037]图4B是图4A的高电子迁移率晶体管装置的电路示意图。
[0038]图5A是依照本专利技术的一实施例的一种高电子迁移率晶体管的剖面示意图。
[0039]图5B是依照本专利技术的一实施例的一种肖特基二极管的剖面示意图。
[0040]图6是依照本专利技术的一实施例的一种肖特基二极管的剖面示意图。
[0041]附图标号说明
[0042]10,20,30：高电子迁移率晶体管装置；
[0043]100：衬底；
[0044]102：成核层；
[0045]104：缓冲层；
[0046]106：沟道层；
[0047]108：阻障层；
[0048]110：半导体堆叠层；
[0049]120：介电结构；
[0050]210：栅极；
[0051]220：源极；
[0052]220B,230B,320B：底面；
[0053]230：漏极；
[0054]240：P型氮化镓层；
[0055]310,350：导电结构；
[0056]320a,320b,320ba,320bb,320bc：肖特基电极；
[0057]330a,330b,330c：隔离结构；
[0058]340,340a,340b,340c：欧姆电极；
[0059]360a,360b：导电结构；
[0060]a
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a
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,b
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b
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,c
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c
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,d
‑
d
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‑
e
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：线；
[0061]D1：第一方向；
[0062]D2：第二方向；
[0063]Id,Ir：方向；
[0064]FP：场效电板；
[0065]HEMT：高电子迁移率晶体管；
[0066]SBD1,SBD2,SBD2a,SBD2b,SBD2c：肖特基二极管；
[0067]V1,V2,V2a,V3,V4,V4a：距离。
具体实施方式
[0068]现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电子迁移率晶体管装置，其特征在于，包括：衬底；半导体堆叠层，设置于所述衬底上，其中所述半导体堆叠层中包括第一隔离结构；栅极，设置于所述半导体堆叠层上；源极与漏极，分别电连接所述半导体堆叠层，且所述源极、所述栅极与所述漏极沿着第一方向依序排列；以及第一肖特基电极，与所述半导体堆叠层之间具有肖特基接触，且电连接至所述源极，其中所述栅极与所述第一肖特基电极沿第二方向排列，其中所述第一方向与所述第二方向平行于所述衬底的表面，且所述第二方向垂直于所述第一方向，其中所述第一肖特基电极与所述半导体堆叠层构成第一肖特基二极管，所述第一肖特基二极管电连接所述源极与所述漏极，且所述第一隔离结构横向地位于所述第一肖特基电极与所述栅极之间以及所述第一肖特基电极与所述源极之间。2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置，其特征在于，所述第一隔离结构将所述第一肖特基电极下方的所述半导体堆叠层与所述栅极下方的所述半导体堆叠层电隔离，且所述第一隔离结构将所述第一肖特基电极下方的所述半导体堆叠层与所述源极下方的所述半导体堆叠层电隔离。3.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置，其特征在于，更包括：场效电板，电连接所述栅极，且位于所述栅极以及所述第一肖特基电极上方。4.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置，其特征在于，所述栅极与所述漏极之间在所述第一方向上的距离等于所述第一肖特基电极与所述漏极之间在所述第一方向上的距离。5.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置，其特征在于，更包括：第一欧姆电极，与所述半导体堆叠层之间具有欧姆接触，且电连接至所述栅极，其中所述栅极、所述第一肖特基电极以及所述第一欧姆电极沿所述第二方向排列；以及第二肖特基电极，与所述半导体堆叠层之间具有肖特基接触，其中所述源极与所述第二肖特基电极沿所述第二方向排列，且其中所述源极与所述栅极之间包括所述第二肖特基电极与所述半导体堆叠层构成的第二肖特基二极管。6.根据权利要求5所述的高电子迁移率晶体管装置，其特征在于，所述半导体堆叠层中更包括第二隔离结构，且所述第二隔离结构横向地位于所述第一欧姆电极与所述栅极之间以及所述第一欧姆电极与所述漏极之间，且其中所述第二隔离结构横向地位于所述第二肖特基电极与所述源极之间，其中所述第二隔离结构将所述第一欧姆电极下方的所述半导体堆叠层与所述栅极下方的所述半导体堆叠层电隔离，且所述第二隔离结构将所述第一欧姆电极下方的所述半导体堆叠层与所述漏极下方的所述半导体堆叠层电隔离，且其中所述第二隔离结构将所述第二肖特基电极下方的所述半导体堆叠层与所述源极下方的所述半导体堆叠层电隔离。7.根据权利要求5所述的高电子迁移率晶体管装置，其特征在于：所述第二肖特基二极管电连接至所述源极与所述栅极。8.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏安，
申请(专利权)人：新唐科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：