[发明专利]半导体器件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

在半导体器件中，为了提高器件的击穿电压，改善器件的可靠性，电场强度如何分布，如何避免局部电场强度过大，是半导体器件设计中必须要考虑的问题之一。电场的分布可以通过很多办法控制，比如说对有源区进行调制掺杂，添加场板减小电场的最大值，也可以通过控制电极的形状对电场的分布进行约束。

例如：氮化镓基高电子迁移率晶体管，属于一种平面沟道场效应晶体管，其栅极形状的控制是非常重要的器件制造工艺之一。高电子迁移率晶体管的平面结构会引起电场强度的非均匀分布，特别是在源极和漏极之间的电压较高的情况下，在靠近漏极的栅极的边缘会产生极高的电场强度。图1示出了氮化镓基高电子迁移率晶体管工作时源极和漏极之间的电场强度分布，在靠近漏极的栅极的边缘电场强度很高，一旦该峰值电场超过氮化镓材料的临界电场，器件就会被击穿。由于器件的耐受电压是栅极和漏极间电场的积分，相对于均匀分布的电场，栅极边缘的电场越高，器件承受的电压就越小。此种现象会大大降低器件的工作性能，如导致器件的击穿电压降低和器件的可靠性下降等。

对于肖特基二极管来说，在其电极边缘的电场也存在一个局部的极大值，需要构建一个场板或者在边缘处形成耗尽层，改善电场的分布。

对于平面结构的LDMOS，以及具有垂直结构的MOSFET，如UMOS，电极边缘也存在峰值电场，也需要控制电极的形状或者添加边缘处场板等方法来改善电场的分布。对于具有垂直结构的UMOS或者VDMOS，边缘处的电场也同样需要加以控制。

为了改变电场强度的分布，改善器件的工作性能，电场的分布可以通过很多办法控制，比如说对有源区进行调制掺杂，使用场板减小电场的最大值，也可以通过控制电极的形状对电场的分布进行约束。

场板是通过对平面器件有源区的垂直耗尽来扩展平面器件的水平耗尽区，从而引起平面器件电场强度分布的改变。场板的位置可以在源极、栅极或漏极处，在器件中可以采用单个或多个场板，以改变电场强度的分布，降低靠近漏极的栅极边缘处的最大电场强度。

T型栅极（T-gate）通过把栅极形状制作成T型，利用T型栅极本身的形状特征来改变栅极处的电场分布。

在制作场板和T型栅极的工艺过程中，介质层是必不可少的，最常用的介质层是氮化硅。受到制作工艺的限制，复杂形状的场板在工艺上实现起来比较困难，要么制作工艺比较复杂，要么就根本无法实现。受到制作工艺的限制，栅极的形状也一直比较单一，多种形状的栅极同样制作起来比较困难，要么制作工艺比较复杂，要么也是根本无法实现。因此，迫切需要开发新的制作工艺来实现复杂形状的场板和多种形状的栅极。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种半导体器件及其制作方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的半导体器件及其制作方法，采用了一种新的制作工艺使多种形状的电极的实现成为了可能。

本发明揭示了一种电极形状控制层，该电极形状控制层中含有铝元素，该层中铝元素的含量是可以调节的，电极形状控制层被刻蚀时，横向和纵向的刻蚀速度是随着铝元素的含量而变化的，这样可以控制刻蚀截面的形状，设计制作出不同形状的刻蚀截面，沉积电极后就制作出了相应形状的电极，从而达到了控制电极形状的目的。

调节电极形状控制层中铝元素的含量由下至上逐渐减少，例如：当下降趋势呈线性下降时，凹槽的侧面为斜坡，刻蚀截面的形状为梯形，沉积电极后，电极截面也为梯形，分散了电场峰值的分布；当下降趋势呈减速下降时，凹槽的侧面为向两侧凹陷的弧形坡，刻蚀截面的形状为U形，沉积电极后，电极截面也为U形，电极边缘的电场分布就发生了相应的变化，平缓了电场分布；当下降趋势呈加速下降时，凹槽的侧面为向中间凸出的弧形坡，沉积电极后，电极截面也凹槽界面相同，电极边缘的电场分布就发生了相应的变化，平缓了电场分布。

为了实现上述目的，本发明实施例提供的技术方案如下：

一种半导体器件，所述半导体器件包括：

半导体器件有源区；

位于所述半导体器件有源区上的电极形状控制层，所述电极形状控制层中含有铝元素，所述全部或部分电极形状控制层中铝元素的含量从半导体器件有源区由下至上逐渐减少，所述电极形状控制层上设有电极区，所述电极区设有向半导体器件有源区延伸并纵向贯穿所述电极形状控制层的凹槽，所述凹槽的侧面全部或部分为斜坡、或向两侧凹陷的弧形坡、或向中间凸出的弧形坡；