高电子迁移率晶体管器件制造技术

本发明专利技术提供一种高电子迁移率晶体管(HEMT)器件及其制造方法。HEMT器件包括衬底、沟道层、阻挡层、栅极、源极、漏极与源极场板。沟道层位于衬底上。阻挡层位于沟道层上。栅极位于阻挡层上，且具有彼此相对的第一侧与第二侧。源极位于栅极的第一侧。漏极位于栅极的第二侧。源极场板连接于源极。源极场板包括第一场板部、第二场板部与第三场板部。第一场板部连接于源极，且位于栅极的第一侧。第二场板部位于栅极的第二侧。第三场板部连接于第一场板部的末端以及第二场板部的末端。源极场板具有位于栅极的正上方的第一开口。第一开口位于第一场板部与第二场板部之间。第三场板部的俯视图案与栅极的俯视图案部分重叠。HEMT器件可降低功率损耗并提升器件速度。低功率损耗并提升器件速度。低功率损耗并提升器件速度。

【技术实现步骤摘要】
高电子迁移率晶体管器件


[0001]本专利技术涉及一种半导体器件，尤其涉及一种高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，HEMT)器件。

技术介绍

[0002]目前的高电子迁移率晶体管器件会使用源极场板(source field plate)来调整电场，以提升器件的电性表现。然而，在源极场板与栅极之间会产生寄生电容，而导致功率损耗(power loss)以及器件速度下降。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种高电子迁移率晶体管器件，其可降低功率损耗并提升器件速度。
[0004]本专利技术提出一种高电子迁移率晶体管器件，包括衬底、沟道层、阻挡层(barrier layer)、栅极、源极、漏极与源极场板。沟道层位于衬底上。阻挡层位于沟道层上。栅极位于阻挡层上，且具有彼此相对的第一侧与第二侧。源极位于栅极的第一侧。漏极位于栅极的第二侧。源极场板连接于源极。源极场板包括第一场板部、第二场板部与第三场板部。第一场板部连接于源极，且位于栅极的第一侧。第二场板部位于栅极的第二侧。第三场板部连接于第一场板部的末端以及第二场板部的末端。源极场板具有位于栅极的正上方的第一开口。第一开口位于第一场板部与第二场板部之间。第三场板部的俯视图案与栅极的俯视图案部分重叠。
[0005]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第一场板部的俯视图案可不重叠于栅极的俯视图案。
[0006]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第二场板部的俯视图案可不重叠于栅极的俯视图案。
[0007]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第一场板部可在远离第三场板部的第一方向上延伸。第二场板部可在远离第三场板部的第二方向上延伸。
[0008]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第二场板部可具有至少一个第二开口。
[0009]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，栅极的顶面可具有两个突出部。
[0010]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第三场板部的底面可具有对应于两个突出部的两个凹陷部。
[0011]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，还可包括保护层(passivation layer)。保护层位于源极场板与栅极之间。
[0012]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，还可包括缓冲层(buffer layer)与成核层(nucleation layer)。缓冲层位于沟道层与衬底之间。成核层
位于缓冲层与衬底之间。
[0013]依照本专利技术的一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，还可包括P型氮化镓层(p
‑
type GaN layer)。P型氮化镓层位于栅极与阻挡层之间。
[0014]本专利技术提出另一种高电子迁移率晶体管器件，包括衬底、沟道层、阻挡层、栅极、源极、漏极与源极场板。沟道层位于衬底上。阻挡层位于沟道层上。栅极位于阻挡层上，且具有彼此相对的第一侧与第二侧。源极位于栅极的第一侧。漏极位于栅极的第二侧。源极场板连接于源极。源极场板包括第一场板部、第二场板部与第三场板部。第一场板部连接于源极，且位于栅极的第一侧。第二场板部位于栅极的第二侧。第三场板部连接于第一场板部的末端以及第二场板部的末端。源极场板具有位于栅极的正上方的第一开口。第一开口位于第一场板部与第二场板部之间。第三场板部的俯视图案不重叠于栅极的俯视图案。
[0015]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第一场板部的俯视图案可不重叠于栅极的俯视图案。
[0016]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第二场板部的俯视图案可不重叠于栅极的俯视图案。
[0017]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第一场板部可在远离第三场板部的第一方向上延伸。第二场板部可在远离第三场板部的第二方向上延伸。
[0018]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第二场板部可具有至少一个第二开口。
[0019]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，栅极的顶面可具有两个突出部。
[0020]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，第三场板部的底面可具有对应于两个突出部的两个凹陷部。
[0021]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，还可包括保护层。保护层位于源极场板与栅极之间。
[0022]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，还可包括缓冲层与成核层。缓冲层位于沟道层与衬底之间。成核层位于缓冲层与衬底之间。
[0023]依照本专利技术的另一实施例所述，在上述高电子迁移率晶体管器件中，还可包括P型氮化镓层。P型氮化镓层位于栅极与阻挡层之间。
[0024]基于上述，在本专利技术所提出的高电子迁移率晶体管器件中，源极场板包括第一场板部、第二场板部与第三场板部，且第三场板部连接于第一场板部的末端以及第二场板部的末端。此外，源极场板具有位于栅极的正上方的第一开口，且第一开口位于第一场板部与第二场板部之间。因此，可降低源极场板与栅极的重叠面积，以降低源极场板与栅极之间的寄生电容，进而降低功率损耗并提升器件速度。
[0025]为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
附图说明
[0026]图1A为本专利技术的一些实施例的高电子迁移率晶体管器件的俯视图；
[0027]图1B为沿着图1A中的I
‑
I
’
剖面线的剖面图；
[0028]图1C为沿着图1A中的II
‑
II
’
剖面线的剖面图；
[0029]图2A至图2D为本专利技术的另一些实施例的高电子迁移率晶体管器件的俯视图；
[0030]图3A为本专利技术的另一些实施例的高电子迁移率晶体管器件的俯视图；
[0031]图3B为沿着图3A中的III
‑
III
’
剖面线的剖面图；
[0032]图3C为沿着图3A中的IV
‑
IV
’
剖面线的剖面图；
[0033]图4A至图4D为本专利技术的另一些实施例的高电子迁移率晶体管器件的俯视图。
[0034]附图标号说明：
[0035]10,20:高电子迁移率晶体管器件
[0036]100:衬底
[0037]102:沟道层
[0038]104:阻挡层
[0039]106:栅极
[0040]108:源极
[0041]110:漏极
[0042]112:源极场板
[0043]112a,112b,112c:场板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，包括：衬底；沟道层，位于所述衬底上；阻挡层，位于所述沟道层上；栅极，位于所述阻挡层上，且具有彼此相对的第一侧与第二侧；源极，位于所述栅极的所述第一侧；漏极，位于所述栅极的所述第二侧；以及源极场板，连接于所述源极，且包括：第一场板部，连接于所述源极，且位于所述栅极的所述第一侧；第二场板部，位于所述栅极的所述第二侧；以及第三场板部，连接于所述第一场板部的末端以及所述第二场板部的末端，其中所述源极场板具有位于所述栅极的正上方的第一开口，所述第一开口位于所述第一场板部与所述第二场板部之间，且所述第三场板部的俯视图案与所述栅极的俯视图案部分重叠。2.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，所述第一场板部的俯视图案不重叠于所述栅极的俯视图案。3.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，所述第二场板部的俯视图案不重叠于所述栅极的俯视图案。4.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，所述第一场板部在远离所述第三场板部的第一方向上延伸，且所述第二场板部在远离所述第三场板部的第二方向上延伸。5.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，所述第二场板部具有至少一个第二开口。6.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，所述栅极的顶面具有两个突出部。7.根据权利要求6所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，所述第三场板部的底面具有对应于两个所述突出部的两个凹陷部。8.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，还包括：保护层，位于所述源极场板与所述栅极之间。9.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，还包括：缓冲层，位于所述沟道层与所述衬底之间；以及成核层，位于所述缓冲层与所述衬底之间。10.根据权利要求1所述的高电子迁移率晶体管器件，其特征在于，还包括：P型氮化镓层，位于所述栅极与所述阻挡层之间。11.一种高电子迁移率晶体管器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈纪孝，郑子铭，陈威任，李凯霖，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：