[发明专利]半导体装置及其形成方法

说明书

本发明提供了一种半导体装置及其形成方法，其中，半导体装置包括：半导体装置包含第一复合III‑V族半导体层设置于复合基底上，以及第二III‑V族半导体层设置于第一复合III‑V族半导体层上。半导体装置也包含栅极结构设置于第二III‑V族半导体层上，以及源极电极和漏极电极设置于第二III‑V族半导体层上和栅极结构的相对两侧。半导体装置更包含场板设置于栅极结构与漏极电极之间，以及导电结构穿过第二III‑V族半导体层和第一复合III‑V族半导体层，其中场板藉由导电结构与复合基底电连接。

技术领域

本发明是关于半导体装置，特别是关于具有将场板与基底电连接的导电结构的半导体装置及其形成方法。

背景技术

半导体装置被用于各种电子应用中，例如高功率装置、个人电脑、手机、数字相机及其他电子装置。这些半导体装置一般藉由在半导体基底上沉积绝缘层或介电层、导电层材料和半导体层材料，随后藉由使用微影(photolithography)工艺将各种材料层图案化以制造而成。因此，在半导体基底上形成电路装置和组件。

在这些装置中，由于高电子迁移率晶体管(high-electron mobilitytransistors，HEMTs)具有例如高输出功率和高崩溃电压的优势，它们被广泛地使用于高功率的应用中。

虽然现存的半导体装置及其形成方法已足够应付它们原先预定的用途，但它们仍未在各个方面皆彻底的符合要求，因此半导体集成电路和技术目前仍有需克服的问题。

发明内容

本发明提供了半导体装置的实施例及其形成方法的实施例，特别是高电子迁移率晶体管(HEMT)。在本发明的一些实施例中，使用具有高热传系数(thermal conductivitycoefficient)的复合基底，并将设置于栅极结构与漏极电极之间的场板藉由导电结构电连接至复合基底，以同时达到降低电场与散热的目的，进而改善高电流密度的半导体装置的运作效能。

根据一些实施例，提供半导体装置。半导体装置包含第一复合III-V族半导体层设置于复合基底上，以及第二III-V族半导体层设置于第一复合III-V族半导体层上。半导体装置也包含栅极结构设置于第二III-V族半导体层上，以及源极电极和漏极电极设置于第二III-V族半导体层上和栅极结构的相对两侧。半导体装置更包含场板设置于栅极结构与漏极电极之间，以及导电结构穿过第二III-V族半导体层和第一复合III-V族半导体层，其中场板藉由导电结构与复合基底电连接。

根据一些实施例，提供半导体装置。半导体装置包含第一复合III-V族半导体层设置于复合基底上，以及第二III-V族半导体层设置于第一复合III-V族半导体层上。半导体装置也包含源极电极、栅极结构和漏极电极设置于第二III-V族半导体层上，且栅极结构位于源极电极与漏极电极之间。半导体装置更包含第一场板区设置于栅极结构与漏极电极之间，以及第一导电结构电连接第一场板区与复合基底，其中第一导电结构与源极电极电性隔离。

根据一些实施例，提供半导体装置的形成方法。半导体装置的形成方法包含在复合基底上形成第一复合III-V族半导体层，以及在第一复合III-V族半导体层上形成第二III-V族半导体层。半导体装置的形成方法也包含在第二III-V族半导体层上形成源极电极、栅极结构和漏极电极，且栅极结构位于源极电极与漏极电极之间。半导体装置的形成方法更包含在栅极结构与漏极电极之间形成场板，以及形成导电结构穿过第二III-V族半导体层和第一复合III-V族半导体层，且场板藉由导电结构与复合基底电连接。

本发明的半导体装置可应用于多种类型的半导体装置，为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出应用于增强型(enhanced mode，即normally-off)的高电子迁移率晶体管(HEMT)的实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明