[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。此半导体装置包括设置在基板之上的通道层、设置在通道层之上的阻挡层、设置在阻挡层之上的化合物半导体层、设置在化合物半导体层之上的栅极电极、以及设置于栅极电极两侧的源极电极以及漏极电极。上述源极电极以及漏极电极穿过至少一部分阻挡层。此半导体装置亦包括通过源极接触件与源极电极连接的源极场板，其中此源极场板具有一边缘。此半导体装置更包括设置于阻挡层上且位于上述边缘正下方的第一电场重布图案。本发明可增加半导体装置的击穿电压，进而提升半导体装置的可靠度。

技术领域

本发明实施例是关于一种半导体装置，且特别是有关于一种半导体装置及其制造方法。

背景技术

高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)，又称为异质结构场效应晶体管(heterostructure FET,HFET)或调变掺杂场效应晶体管(modulation-doped FET,MODFET)，为一种场效应晶体管(field effect transistor,FET)，其由具有不同能隙(energy gap)的半导体材料组成。在邻近不同半导体材料的所形成界面处会产生二维电子气(two dimensional electron gas,2DEG)层。由于二维电子气的高电子移动性，高电子迁移率晶体管可以具有高击穿电压、高电子迁移率、低导通电阻与低输入电容等优点，因而适合用于高功率元件上。

场板(field plate)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(peak electric field)。其中一种场板是连接至栅极的场板(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(breakdown voltage)，以容许半导体装置应用于高电压操作。另一种场板是连接至源极的场板(即，源极场板)，由于源极场板的电压可独立于栅极的电压，故其可降低栅极至漏极电容(Cgd)。因此，源极场板可提升半导体装置的操作速度。然而，半导体装置产生击穿的触发原因仍然存在。

因此，虽然现有高电子迁移率晶体管大致上合乎其预期目的，其并非在所有方面都完全令人满意。而如何有效地解决高电场对元件可靠性的影响，是目前的技术发展重点。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体装置。此半导体装置包括设置在基板之上的通道层、设置在通道层之上的阻挡层、设置在阻挡层之上的化合物半导体层、设置在化合物半导体层之上的栅极电极、以及设置于栅极电极两侧的源极电极以及漏极电极。上述源极电极以及漏极电极延伸穿过至少一部分阻挡层。此半导体装置亦包括通过源极接触件与源极电极连接的源极场板，其中此源极场板具有一边缘。此半导体装置更包括设置于阻挡层上且位于上述边缘正下方的第一电场重布图案。

本发明实施例提供一种半导体装置的制造方法。此方法包括在基板之上形成通道层、在通道层之上形成阻挡层、在阻挡层之上形成化合物半导体层、在化合物半导体层之上形成栅极电极、在栅极电极两侧形成源极电极以及漏极电极、以及形成源极场板，其中此源极场板通过一源极接触件与源极电极连接。上述源极电极以及漏极电极延伸穿过至少一部分阻挡层。上述源极场板在靠近漏极电极处具有一边缘，且其中上述第一电场重布图案位于此边缘正下方。

本发明可增加半导体装置的击穿电压，进而提升半导体装置的可靠度。

以下的实施例与所附的参考图式将提供详细的描述。

附图说明

以下将配合所附图式详述本发明的一些实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种部件并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本发明实施例的部件。

图1-图7是根据一些实施例，绘示出用于形成图7的半导体装置的示例方法的各个中间阶段的剖面示意图。