[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明实施例提供一种半导体装置及其制造方法，其中，该半导体装置包含设置于衬底上的化合物半导体层，以及设置于化合物半导体层上的保护层。源极电极、漏极电极和栅极电极穿过保护层且设置于化合物半导体层上。此半导体装置还包含栅极场板，其连接栅极电极且设置于保护层介于栅极电极与漏极电极之间的部分上。栅极场板具有延伸至保护层中的延伸部。本发明实施例利用栅极场板具有延伸至保护层中的延伸部，其可减缓栅极电极在靠近漏极电极的侧边的电场梯度，以提升半导体装置的击穿电压，进而提升半导体装置的效能。

技术领域

本发明实施例是有关于半导体装置，且特别是有关于具有场板的半导体装置及其制造方法。

背景技术

氮化镓系(GaN-based)半导体材料具有许多优秀的材料特性，例如高抗热性、宽能隙(band-gap)、高电子饱和速率。因此，氮化镓系半导体材料适合应用于高速与高温的操作环境。近年来，氮化镓系半导体材料已广泛地应用于发光二极体(lightemitting diode，LED)器件、高频率器件，例如具有异质界面结构的高电子迁移率晶体管(high electronmobility transistor，HEMT)。

场板通常设置于半导体装置的高电场区，其用于降低高电场区的峰值电场(peakelectric field)，其中一种场板是电连接至栅极的场板(即栅极场板)，其可降低栅极在漏极侧上的电场强度。因此，栅极场板可提升半导体装置的击穿电压(breakdownvoltage)，以容许半导体装置应用于高电压操作。

随着氮化镓系半导体材料的发展，这些使用氮化镓系半导体材料的半导体装置应用于更严苛工作环境中，例如更高频、更高温或更高电压。因此，具有氮化镓系半导体材料的半导体装置的制造工艺条件也面临许多新的挑战。

发明内容

本发明的一些实施例提供半导体装置，此半导体装置化合物半导体层设置于衬底之上，保护层设置于化合物半导体层之上，以及源极电极、漏极电极和栅极电极穿过保护层且设置于化合物半导体层之上。此半导体装置还包含栅极场板，其连接栅极电极且设置于保护层介于栅极电极与漏极电极之间的部分之上。栅极场板具有延伸至保护层中的延伸部。

本发明的一些实施例提供半导体装置的制造方法，此方法包含在衬底之上形成化合物半导体层，在化合物半导体层之上形成第一保护层，穿过保护层形成源极电极、漏极电极和栅极电极于化合物半导体层之上，以及在保护层介于栅极电极与漏极电极之间的部分之上形成栅极场板，以连接栅极电极，其中栅极场板具有延伸至保护层中的延伸部。

本发明实施例利用栅极场板具有延伸至保护层中的延伸部，其可减缓栅极电极在靠近漏极电极的侧边的电场梯度，以提升半导体装置的击穿电压(breakdown voltage)，进而提升半导体装置的效能。

附图说明

通过以下详细描述和范例配合所附图式，可以更加理解本发明实施例。为了使图式清楚显示，图式中各个不同的器件可能未依照比例绘制，其中：

图1A至图1H是根据本发明的一些实施例，说明形成半导体装置在各个不同阶段的剖面示意图。

图2A至图2H是根据本发明的另一些实施例，说明形成半导体装置在各个不同阶段的剖面示意图。

100、200～半导体装置；

102～衬底；

104～缓冲层；

106～氮化镓半导体层；

108～氮化镓铝半导体层；

109～掺杂的化合物半导体区块；

110～第一保护层；

112～第二保护层；

114～源极电极；