[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

一种半导体器件，包括第一氮基半导体层、第二氮基半导体层、一对第一电极、第二电极、掺杂的氮基半导体层和一对栅极电极。第二氮基半导体层设置在第一氮基半导体层上。第一和第二氮基半导体层共同具有有源部分和电绝缘部分，电绝缘部分是非半导电的并且围绕有源部分以在其间形成界面。第一电极设置在第二氮基半导体层上。第二电极设置在第二氮基半导体层上方且在第一电极之间。掺杂的氮基半导体层设置在第二氮基半导体层上方、在第一电极之间并围绕第二电极。栅极电极设置在掺杂的氮基半导体层上并且位于第二电极的相对侧。

技术领域

本发明一般涉及半导体器件。更具体地说，本发明涉及一种高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)半导体器件，其具有电绝缘部分，且电绝缘部分与掺杂的氮基半导体层的侧表面隔开，从而改进HEMT的性能。

背景技术

近年来，对高电子迁移率晶体管(HEMT)的深入研究非常普遍，特别是在高功率开关以及高频应用。HEMT利用两种不同带隙材料间的异质结界面形成类量子阱结构，可容纳二维电子气(2DEG)区域，满足高功率/频率器件的要求。除了HEMT之外，具有异质结构的器件的示例还包括异质结双极晶体管(heterojunction bipolar transistors,HBT)、异质结场效应晶体管(heterojunction field effect transistor,HFET)以及调制掺杂FETs(modulation-doped FETs,MODFET)。目前，需要提高HEMT器件的良率，使其适合大规模生产。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种氮基半导体器件。氮基半导体器件包括第一氮基半导体层、第二氮基半导体层、一对第一电极、一对掺杂的氮基半导体层、第二电极、一对栅极电极。第二氮基半导体层设置于第一氮基半导体层上，并且其具有的带隙大于第一氮基半导体层的带隙。第一以及第二氮基半导体层共同具有有源部分以及电绝缘部分，电绝缘部分是非半导电的(non-semi-conducting)并且围绕有源部分以形成界面。第一电极设置于第二氮基半导体层上。掺杂的氮基半导体层设置于第二氮基半导体层上且在第一电极之间，其中掺杂的氮基半导体层彼此分离。第二电极设置于第二氮基半导体层上方且在掺杂的氮基半导体层之间，其中每一个掺杂的氮基半导体层中具有第一侧表面，第一侧表面背向第二电极并与界面隔开。栅极电极分别设置于掺杂的氮基半导体层上。

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件的制造方法。所述方法包括以下步骤。形成第一氮基半导体层。在第一氮基半导体层上形成第二氮基半导体层。在第二氮基半导体层上形成多个第一导电条带(strip)。在第二氮基半导体层上形成一对掺杂的氮基半导体条带，使得至少一个第一导电条带在掺杂的氮基半导体条带之间。在第二氮基半导体层、第一导电条带以及掺杂的氮基半导体条带上形成掩模层，使得每一个掺杂的氮基半导体条带具有完全被掩模层覆盖的侧表面，其中第二氮基半导体层的区域被掩模层暴露。在第一以及第二氮基半导体层上执行离子注入工艺，使得第一以及第二氮基半导体层共同具有位于第二氮基半导体层的暴露区域正下方的电绝缘部分。

根据本发明的一个方面，提供了一种氮基半导体器件。半导体器件包括第一氮基半导体层、第二氮基半导体层、多个第一导电条带、一对掺杂的氮基半导体条带以及一对第二导电条带。第二氮基半导体层设置于第一氮基半导体层上，并且其具有的带隙大于第一氮基半导体层的带隙。第一以及第二氮基半导体层共同具有有源部分以及电绝缘部分，电绝缘部分是非半导电的并且围绕所述有源部分以形成界面，并且电绝缘部分具有至少一个凹陷，凹陷具有第一宽度，凹陷接收有源部分。第一导电条带设置于第一氮基半导体层上，其中第一导电条带沿着第一方向延伸并且沿着与第一方向不同的第二方向设置。掺杂的氮基半导体条带设置于第二氮基半导体层上。掺杂的氮基半导体条带沿着第一方向延伸并且沿着第二方向设置，并且每一个掺杂的氮基半导体条带具有第二宽度，第二宽度小于第一宽度。第二导电条带分别设置于掺杂的氮基半导体条带上。