[发明专利]半导体装置及功率放大器

说明书

本发明公开了一种半导体装置及功率放大器，所述半导体装置包括：衬底；沟道层，设置于衬底上，其中沟道层是以氮化镓形成；阻挡层，设置于沟道层上，其中阻挡层是以氮化铝镓Al_zGa_1‑zN形成；以及插入结构，插入于沟道层与阻挡层之间。插入结构包括：第一插入层，设置于沟道层上，其中第一插入层是以氮化铝镓Al_xGa_1‑xN形成；以及第二插入层，设置于第一插入层上，其中第二插入层是以氮化铝镓Al_yGa_1‑yN形成，且y大于x。半导体装置还包括：栅极电极，设置于阻挡层上；源极电极和漏极电极，设置于阻挡层上，且分别于栅极电极的相对两侧；以及尖状区，形成于源极电极和漏极电极的至少一个之下。

技术领域

本发明实施例是关于一种半导体装置和一种功率放大器，特别是关于插入结构。

背景技术

氮化镓系列(GaN-based)的半导体材料具有许多卓越的材料特性，例如高抗热性、宽能隙(band-gap)、以及高电子饱和速率。因此，氮化镓系列的半导体材料适合应用于高温、高电压、或高电流的环境。近年来，氮化镓系列的半导体材料已广泛地应用于发光二极管(light emitting diode,LED)元件或高频元件，例如具有异质界面结构的高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)。

为了减少接触电阻，高电子迁移率晶体管的源极电极和漏极电极通常会进行退火(anneal)工艺。通过这样的热处理，合金后的金属材料可产生尖状结构，其往下延伸进入下方的半导体材料。尖状结构的区域(或是尖状区)可降低接触电阻。然而，尖状区也可诱发漏电流，其导致击穿电压降低。

发明内容

在一实施例中，一种半导体装置，包括：衬底；沟道层，设置于衬底上，其中沟道层是以氮化镓(gallium nitride,GaN)形成；阻挡层，设置于沟道层上，其中阻挡层是以氮化铝镓(aluminum gallium nitride,Al_zGa_1-zN)形成；以及插入结构(insertingstructure)，插入于沟道层与阻挡层之间。插入结构包括：第一插入层，设置于沟道层上，其中第一插入层是以氮化铝镓(aluminum gallium nitride,Al_xGa_1-xN)形成；以及第二插入层，设置于第一插入层上，其中第二插入层是以氮化铝镓(aluminum gallium nitride,Al_yGa_1-yN)形成，且y大于x。半导体装置还包括：栅极电极，设置于阻挡层上；源极电极，设置于阻挡层上，且于栅极电极的第一侧；以及漏极电极，设置于阻挡层上，且于栅极电极的第二侧，第二侧相对于栅极电极的第一侧。形成尖状区(spike region)于源极电极和漏极电极的至少一个之下。

附图说明

以下将配合附图详述本发明的各方面。值得注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制。事实上，可任意地放大或缩小各种元件的尺寸，以清楚地表现出本发明的特征。

图1是根据本发明的一些实施例，一种半导体装置的设计的剖面示意图。

图2是根据本发明的一些实施例，另一种半导体装置的设计的剖面示意图。

图3是根据本发明的其他实施例，一种半导体装置的设计的剖面示意图。

图4是根据本发明的其他实施例，另一种半导体装置的设计的剖面示意图。

图5是根据本发明的其他实施例，一种半导体装置的设计的剖面示意图。

示例性的实施例将参考附图详述。在附图中，类似参考符号一般表示相同、功能上近似、及/或结构上近似的元件。

附图标记说明：

10:半导体装置