[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，包括第一和第二氮基半导体层、栅极电极、第一和第二场板以及第一介电层。第一场板设置在第二氮基半导体层上方。第二场板是不连续的，并且设置在第二氮基半导体层上方，并且位于高于第一场板的位置。第二场板包括其不连续区域中的一个或多个封闭不连续。第一介电层设置在第二场板上方。第一介电层覆盖并贯穿不连续区域中的第二不连续场板，使得第二场板在其一个或多个封闭的不连续轮廓内围绕第一介电层的至少一部分。

技术领域

本发明一般涉及氮基半导体器件。更具体地说，本发明涉及一种具有埋入且不连续的场板的氮基半导体器件，从而改善其电特性和可靠度。

背景技术

近年来，对高电子迁移率晶体管(high-electron-mobility transistor,HEMT)的深入研究非常普遍，尤其是在大功率开关和高频应用方面。III族氮基HEMT利用具有不同带隙的两种材料之间的异质结面形成类量子阱结构，其容纳二维电子气(two-dimensionalelectron gas,2DEG)区域，满足高功率/频率器件的要求。除了HEMT，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)和调制掺杂的FET(modulation-doped FET,MODFET)。

为了避免栅极电极边缘附近的强峰值电场引起的击穿现象(breakdownphenomenon)，半导体器件采用场板使电场分布更加均匀。因此，场板形成的良率和可靠度与装置的性能有关。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件。半导体器件包括衬底、第一氮基半导体层、第二氮基半导体层、栅极电极、第一场板、第二不连续场板和第一介电层。第二氮基半导体层设置在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。栅极电极设置在第二氮基半导体层上方。第一场板设置在第二氮基半导体层上方。第二不连续场板设置在第二氮基半导体层上方，并且位于高于第一场板的位置。第二不连续场板包括在其不连续区域中的一个或多个封闭的不连续轮廓。第一介电层设置在第二场板上方。第一介电层覆盖并贯穿不连续区域中的第二不连续场板，使得第二场板在其一个或多个封闭的不连续轮廓内围绕第一介电层的至少一部分。

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件。半导体器件包括第一氮基半导体层、第二氮基半导体层、栅极电极、第一场板、第二场板和第三场板。第二氮基半导体层设置在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。栅极电极设置在第二氮基半导体层上方。第一场板和第二场板设置在第二氮基半导体层上方。第三场板设置在第二氮基半导体层上方，并且位于低于第一和第二场板的位置。第三场板位于第一和第二场板之间的区域中，并且第三场板在第二氮基半导体层上的垂直投影与第一和第二场板在第二氮基半导体层上的垂直投影分离。

根据本发明的一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法。该方法包括以下步骤。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。栅极电极形成在第二氮基半导体层上方。在栅极电极上方形成第一场板。第二场板形成在栅极电极上方，并且第二场板具有至少一个与第一场板垂直重叠的部分。移除部分第二场板的以在第二场板中形成至少一个不连续区域，并且至少一个不连续区域位于第一场板正上方。

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件。半导体器件包括第一氮基半导体层、第二氮基半导体层、栅极电极、第一场板、第二场板以及第一介电层。第二氮基半导体层设置在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。栅极电极设置在第二氮基半导体层上方。第一场板设置在第二氮基半导体层上方。第二场板设置在第二氮基半导体层上方且位于高于第一场板的位置。第二场板具有位于第一场板正上方的至少一个不连续区域。第一介电层覆盖并填充第二场板的所述开口。