半导体元件及其制作方法技术

本发明专利技术公开一种半导体元件及其制作方法，其中半导体元件包含基板、半导体叠层、绝缘结构以及电极。半导体叠层设置于基板之上，且包含二维电子气区域。绝缘结构设置于半导体叠层之上，且包含第一绝缘层和第二绝缘层。第一绝缘层包含第一开口，第一开口暴露出第一绝缘层的第一内侧壁。第二绝缘层设置于第一绝缘层之上，且覆盖住第一绝缘层的第一内侧壁。第二绝缘层包含第二开口，位于第一开口内且暴露出第二绝缘层的第二内侧壁。第二绝缘层包含阶梯轮廓，且阶梯轮廓的梯缘重合第二内侧壁。电极设置于绝缘结构之上，且位于第二开口内。且位于第二开口内。且位于第二开口内。

【技术实现步骤摘要】
半导体元件及其制作方法


[0001]本专利技术有关于一种半导体元件，特别是一种包含场板的半导体元件及其制作方法。

技术介绍

[0002]在半导体技术中，III
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V族的化合物半导体，例如氮化镓(GaN)，具备低导通电阻和高崩溃电压的材料特性，利用III
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V族的化合物半导体材料制作的高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)，可用于形成各种集成电路装置，例如：高功率场效晶体管或高频晶体管。HEMT包括彼此堆叠的能隙不同的化合物半导体层，例如高能隙半导体层和低能隙半导体层，而具有异质接面。此能阶不连续的异质接面会使得二维电子气(two dimensional electron gas,2
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DEG)形成于异质接面的附近，而得以传输HEMT中的载子。由于HEMT并非使用掺杂区域作为晶体管的载子通道，而是使用2
‑
DEG作为晶体管的载子通道，因此相较于现有的金氧半场效晶体管(MOSFET)，HEMT具有多种吸引人的特性，例如：高电子迁移率及以传输高频信号的能力。
[0003]对于现有的HEMT，一般会使用场板(field plate)以调控化合物半导体层中的电场分布及/或电场波峰大小，以避免HEMT在操作时产生电性崩溃。然而，在制作场板的过程中，常会破坏化合物半导体层的结构，而劣化化合物半导体层的电性，进而影响了对应的HEMT的电性表现。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提出一种改良的半导体元件，以改善现有半导体元件所存在的缺失。
[0005]根据本专利技术的一些实施例，提供一种半导体元件，其包含基板、半导体叠层、绝缘结构以及电极。半导体叠层设置于基板之上，且包含二维电子气区域。绝缘结构设置于半导体叠层之上，且包含第一绝缘层和第二绝缘层。第一绝缘层包含第一开口，第一开口暴露出第一绝缘层的第一内侧壁。第二绝缘层设置于第一绝缘层之上，且覆盖住第一绝缘层的第一内侧壁。第二绝缘层包含第二开口，位于第一开口内且暴露出第二绝缘层的第二内侧壁。第二绝缘层包含阶梯轮廓，且阶梯轮廓的梯缘重合第二内侧壁。电极设置于绝缘结构之上，且位于第二开口内。
[0006]根据本专利技术的一些实施例，提供一种制作半导体元件的方法，包含下述步骤。提供基板；设置半导体叠层于基板之上，且半导体叠层包含二维电子气区域；设置第一绝缘层于半导体叠层之上；蚀刻第一绝缘层以形成第一开口；设置第二绝缘层于第一绝缘层上，并填入第一开口；蚀刻第二绝缘层以形成一第二开口，第二开口位于第一开口中；以及设置至少一金属材料于第二绝缘层上以形成电极。
[0007]为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下。
附图说明
[0008]为了使下文更容易被理解，在阅读本专利技术时可同时参考图式及其详细文字说明。通过本文中的具体实施例并参考相对应的图式，以详细解说本专利技术的具体实施例，并用以阐述本专利技术的具体实施例的作用原理。此外，为了清楚起见，图式中的各特征可能未按照实际的比例绘制，因此某些图式中的部分特征的尺寸可能被刻意放大或缩小。
[0009]图1是本专利技术实施例的半导体元件的剖面示意图，其中半导体元件包含两层绝缘层。
[0010]图2是本专利技术实施例的半导体元件的局部区域的剖面示意图。
[0011]图3是本专利技术变化型实施例的半导体元件的剖面示意图，其中半导体元件包含三层绝缘层。
[0012]图4是本专利技术变化型实施例的半导体元件的剖面示意图，其中半导体元件中的电极贯穿保护层。
[0013]图5是本专利技术变化型实施例的半导体元件的剖面示意图，其中半导体元件中的绝缘结构直接接触半导体层。
[0014]图6至图9是本专利技术实施例的制作半导体元件的剖面示意图。
[0015]图10是本专利技术变化型实施例的制作半导体元件的剖面示意图。
[0016]附图标记说明：100
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半导体元件；200
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半导体元件；300
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半导体元件；400
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半导体元件；102
‑
基板；104
‑
半导体叠层；106
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二维电子气区域；108
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基层；110
‑
缓冲层；112
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高电阻层；114
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通道层；116
‑
阻障层；118
‑
保护层；120
‑
绝缘结构；122
‑
第一绝缘层；124
‑
第二绝缘层；126
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第一层间介电层；128
‑
第二层间介电层；130
‑
电极；132
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焊垫结构；134
‑
汲极电极；136
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源极电极；140
‑
主体部；142
‑
第一延伸部；144
‑
第二延伸部；150
‑
第一开口；152
‑
第二开口；154
‑
第三开口；156
‑
第四开口；158
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第五开口；160
‑
第一内侧壁；162
‑
第二内侧壁；164
‑
第三内侧壁；166
‑
第四内侧壁；168
‑
第五内侧壁；170
‑
阶梯轮廓；172
‑
梯缘；174
‑
梯缘；180
‑
第三绝缘层；602
‑
剖面图；604
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剖面图；606
‑
剖面图；608
‑
剖面图；702
‑
剖面图；A
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区域；S
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表面；t11
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厚度；t21
‑
第一厚度；t22
‑
第二厚度；t23
‑
第三厚度；T1
‑
第一阶厚度；T2
‑
第二阶厚度；T3
‑
第三阶厚度；T4
‑
第四阶厚度；T5
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第五阶厚度；W1
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第一宽度；W2
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第二宽度；W3
‑
第三宽度；W4
‑
第四宽度；W5
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第五宽度；θ1
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第一夹角；θ2
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第二夹角；θ3
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第三夹角。
具体实施方式
[0017]本专利技术提供了数个不同的实施例，可用于实现本专利技术的不同特征。为简化说明起见，本专利技术也同时描述了特定构件与布置的范例。提供这些实施例的目的仅在于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体元件，其特征在于，包含：一基板，包含一表面；一半导体叠层，设置于该基板之上，包含一二维电子气区域；一绝缘结构，设置于该半导体叠层之上，包含：一第一绝缘层，包含一第一开口，该第一开口暴露出该第一绝缘层的一第一内侧壁；以及一第二绝缘层，设置于该第一绝缘层之上，且覆盖住该第一绝缘层的该第一内侧壁，其中该第二绝缘层包含一第二开口，位于该第一开口内且暴露出该第二绝缘层的一第二内侧壁，其中该第二绝缘层包含一阶梯轮廓，且该阶梯轮廓的一梯缘重合该第二内侧壁；以及一电极，设置于该绝缘结构之上，且位于该第二开口内。2.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，部分该第二绝缘层位于该第一开口内。3.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第二绝缘层还包含一第三内侧壁，设置于该第二内侧壁之上。4.如权利要求3所述的半导体元件，其特征在于，该第二绝缘层的该阶梯轮廓包含另一梯缘，该另一梯缘重合该第三内侧壁。5.如权利要求3所述的半导体元件，其特征在于，该第一内侧壁、该第二内侧壁及该第三内侧壁分别与该表面构成一第一夹角、一第二夹角及一第三夹角，其中该第二夹角不等于该第三夹角。6.如权利要求5所述的半导体元件，其特征在于，该第二夹角小于该第三夹角。7.如权利要求5所述的半导体元件，其特征在于，该第一夹角、该第二夹角及该第三夹角为锐角。8.如权利要求7所述的半导体元件，其特征在于，该第一夹角、该第二夹角及该第三夹角为均不大于70度。9.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一绝缘层的材料与该第二绝缘层的材料相同。10.如权利要求1所述的半导体元件，其特征在于，该第一绝缘层的厚度大于该第二绝缘层的厚度，且该第一绝缘层及该第二绝缘层的厚度均...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志濠，沈依如，
申请(专利权)人：嘉和半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：