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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体,涉及一种半导体器件及制作方法。
技术介绍
1、第三代半导体材料氮化镓(gan)因其具有较宽的禁带宽度和较高的电子饱和速度,成为高压和高频应用的理想候选材料。氮化镓半导体具有超高的临界击穿电场,可实现更高的功率密度,十分适合制作高电子迁移率晶体管(hemt),具有耐高电压、高频、高速、低导通电阻等优势。
2、如图1所示,显示为一种hemt器件的示意图,衬底01上形成有gan沟道层02和algan势垒层03,源极金属层05位于介质层04中与algan势垒层03连接,栅极金属层06位于介质层04中与algan势垒层03连接,其中,栅极金属层06位于介质层04上方的部分可以看作栅场板。如图2所示,显示为图1所示的hemt器件的电势分布图,栅极端电场07集中在栅极金属层06靠近源极金属层05的一端,使得栅极端电场07较大,通常需要场板来调节,传统结构是场板和栅极集成在一起,寄生电容和电场调节有效性之间存在矛盾,影响器件性能。
3、因此,如何提供一种半导体器件及制作方法,以均衡寄生电容和电场调节有效性,提高器件性能,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种半导体器件及制作方法,用于解决现有技术中场板和栅极集成在一起,寄生电容和电场调节有效性之间存在矛盾,影响器件性能的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种半导体器件,包括:
3、衬
4、介质层,位于所述势垒层上方,所述介质层中设置有栅金属层和漏金属层,所述栅金属层和所述漏金属层分别与所述势垒层电连接,所述栅金属层包括栅纵向部及位于所述栅纵向部顶端侧面的栅横向部,所述栅横向部的至少一部分朝向所述漏金属层;
5、第一场板,位于所述栅纵向部与所述源金属层之间,且所述第一场板位于所述栅横向部的下方,在沿所述栅金属层的延伸方向上,所述栅横向部非连续设置,所述第一场板非连续设置,相邻的所述栅横向部与所述第一场板在所述衬底上的投影部分交叠。
6、可选地,所述第一场板的横截面包括相接的矩形部和梯形部,所述栅横向部的横截面包括相接的矩形部和梯形部,所述第一场板中矩形部指向梯形部的方向与所述栅横向部中矩形部指向梯形部的方向相反。
7、可选地,所述第一场板的横截面呈梯形,所述栅横向部的横截面呈梯形,所述第一场板中长边指向短边的方向与所述栅横向部中长边指向短边的方向相反。
8、可选地,所述第一场板的横截面呈矩形,所述栅横向部的横截面呈矩形。
9、可选地,所述栅金属层的纵截面呈“t”型或“γ”型。
10、可选地,所述第一场板与所述势垒层之间的距离范围为5~100nm。
11、可选地,还包括第二场板,所述第二场板位于所述介质层上方,在水平方向上,所述第二场板位于所述栅金属层与所述漏金属层之间。
12、可选地,所述沟道层包括gan层,所述势垒层包括inalgan层、algan层、inaln层、ingan层和aln层中的一种或多种。
13、本专利技术还提供一种半导体器件的制作方法,其可以用于制作上述任一方案所述的半导体器件,包括以下步骤:
14、提供衬底,于所述衬底上形成自下而上层叠的沟道层和势垒层;
15、于所述势垒层上形成第一介质层,于所述第一介质层上形成漏金属层,所述漏金属层贯穿所述第一介质层与所述势垒层电连接;
16、于所述第一介质层上形成第二介质层,所述第二介质层覆盖所述漏金属层,且于所述第二介质层上形成第一场板;
17、于所述第二介质层上形成第三介质层,所述第三介质层覆盖所述第一场板,且于所述第三介质层上形成栅金属层,所述栅金属层贯穿所述第三介质层、所述第二介质层和所述第一介质层与所述势垒层电连接,其中,所述栅金属层包括栅纵向部及位于所述栅纵向部顶端侧面的栅横向部,所述第一场板位于所述栅纵向部与所述源金属层之间,且所述第一场板位于所述栅横向部的下方,在沿所述栅金属层的延伸方向上,所述栅横向部非连续设置,所述第一场板非连续设置,相邻的所述栅横向部与所述第一场板在所述衬底上的投影部分交叠。
18、可选地,形成所述栅金属层后,还包括以下步骤:
19、于所述第三介质层上形成第四介质层,所述第四介质层覆盖所述栅极金属层;
20、于所述第四介质层上形成第二场板,在水平方向上,所述第二场板位于所述栅金属层与所述漏金属层之间。
21、如上所述,本专利技术的半导体器件及制作方法中,栅横向部下方设置有第一场板,能够调节栅端的电场,并且栅横向部非连续设置,第一场板非连续设置,能够降低栅横向部和第一场板的交叠面积,降低寄生电容,实现更好的表面电场调节有效性和寄生电容之间的折中。
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1.一种半导体器件,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述第一场板的横截面包括相接的矩形部和梯形部,所述栅横向部的横截面包括相接的矩形部和梯形部,所述第一场板中矩形部指向梯形部的方向与所述栅横向部中矩形部指向梯形部的方向相反。
3.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述第一场板的横截面呈梯形,所述栅横向部的横截面呈梯形,所述第一场板中长边指向短边的方向与所述栅横向部中长边指向短边的方向相反。
4.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述第一场板的横截面呈矩形,所述栅横向部的横截面呈矩形。
5.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述栅金属层的纵截面呈“T”型或“Γ”型。
6.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述第一场板与所述势垒层之间的距离范围为5~100nm。
7.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:还包括第二场板,所述第二场板位于所述介质层上方,在水平方向上,所述第二场板位于所述栅金属层与所述漏金属层之间。
8.根
9.一种如权利要求1至8中任一项所述的半导体器件的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
10.根据权利要求9所述的半导体器件的制作方法,其特征在于,形成所述栅金属层后,还包括以下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种半导体器件,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述第一场板的横截面包括相接的矩形部和梯形部,所述栅横向部的横截面包括相接的矩形部和梯形部,所述第一场板中矩形部指向梯形部的方向与所述栅横向部中矩形部指向梯形部的方向相反。
3.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述第一场板的横截面呈梯形,所述栅横向部的横截面呈梯形,所述第一场板中长边指向短边的方向与所述栅横向部中长边指向短边的方向相反。
4.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述第一场板的横截面呈矩形,所述栅横向部的横截面呈矩形。
5.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于:所述栅金属层的纵截面呈“t”型或“γ”型。...
【专利技术属性】
技术研发人员:张安邦,
申请(专利权)人:上海新微半导体有限公司,
类型:发明
国别省市:
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