[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

氮化物半导体器件包括第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、至少一栅极结构、源极与至少一漏极、介电层以及至少一栅极覆盖层。第二氮化物半导体层设置于第一氮化物半导体层上且其具有的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。至少一栅极结构设置于第二氮化物半导体层上。源极与至少一漏极设置于第二氮化物半导体层上，且栅极结构位于源极与漏极之间。介电层覆盖栅极结构。至少一栅极覆盖层，覆盖栅极结构且被介电层覆盖，且栅极覆盖层中靠近漏极的一端部漏极通过介电层间隔出一距离。

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，其具有介电复合结构以覆盖栅极，从而改进半导体器件的效能。

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介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)。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种氮化物半导体器件。氮化物半导体器件包括第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、至少一栅极结构、源极与至少一漏极、介电层以及至少一栅极覆盖层。第二氮化物半导体层设置于第一氮化物半导体层上且其具有的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。至少一栅极结构设置于第二氮化物半导体层上。源极与至少一漏极设置于第二氮化物半导体层上，且栅极结构位于源极与漏极之间。介电层覆盖栅极结构。至少一栅极覆盖层，覆盖栅极结构且被介电层覆盖，且栅极覆盖层中靠近漏极的一端与漏极通过介电层间隔出一距离。

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。形成第一氮化物半导体层。形成第二氮化物半导体层于第一氮化物半导体层上，其中第二氮化物半导体层具有的带隙大于第一氮化物半导体层具有的带隙。形成至少一栅极结构于第二氮化物半导体层上。形成毯覆栅极覆盖层于至少一栅极结构上。蚀刻毯覆栅极覆盖层至少一部分，以形成栅极覆盖层以覆盖至少一栅极结构。形成源极与至少一漏极以贯穿介电层，以使源极与至少一漏极贯穿介电层已与第二氮化物半导体层接触，其中漏极与栅极覆盖层被介电层间隔出一距离。

根据本发明的一个方面，提供了一种半导体器件。半导体器件包括通道层、能障层、至少一栅极结构、源极与至少一漏极以及介电复合结构。能障层设置于通道层上。至少一栅极结构设置于能障层上。源极与至少一漏极设置于能障层上，且栅极结构位于源极与漏极之间。介电复合结构，包括上、下介电层。下介电层覆盖至少一栅极结构，且上介电层包覆下介电层，且上介电层的至少一部分延伸入下介电层与漏极之间。

根据上述配置，在本发明的实施例中，栅极结构被栅极覆盖层所覆盖，故在半导体器件关闭状态(off-state)或开启状态(on-state)下皆可避免栅极漏电。并且，栅极覆盖层靠近漏极的一端未与漏极所接触。漏极朝向栅极结构的侧表面与由单一材料构成的介电层所接触，而与其间形成单一种异质介面，有助于漏极区域中介面状态(Interface state)数量/密度的减少，而可进一步降低漏电现象发生的机率。因此，本发明实施例的半导体器件可具有良好的效能。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下具体实施方式能容易地理解本发明内容的各方面。应注意的是，各个特征可以不按比例绘制。实际上，为了便于论述，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1是根据本发明的一些实施例的半导体器件的横截面图；

图2A、图2B、图2C、图2D、图2E以及图2F描绘了用于制造半导体器件的方法的不同阶段图；