[发明专利]具有源极场板和非交叠栅极导板层的晶体管

说明书

本申请涉及具有源极场板和非交叠栅极导板层的晶体管。晶体管器件(100)包括从源极导板层(102)和/或源极接触层(132)延伸的场板(108)。该场板可以与栅极导板层共面和/或在栅极导板层下面。栅极导板层(104)被栅极桥(135)排布成远离栅极金属层(134)正上方的区域，使得场板能够在栅极金属层正上方延伸而不被栅极导板层干扰。在与源极导板层或源极接触层共面的情况下，场板靠近沟道区域(124)定位，这有助于减小其寄生电容。通过使金属栅极层和场板竖直地交叠，所公开的HEMT器件可以实现显著的尺寸效率，而无需额外的布线。

相关申请的交叉引用

根据35 U.S.C.119(e)，该非临时申请要求2016年12月30日提交的美国 临时专利申请No.62/440,771(TI-76803P)的权益和优先权，该申请通过引用整 体并入本文。

背景技术

诸如高电子迁移率晶体管(HEMT)的高压晶体管在高电压和快速开关操作 中具有广泛的工业应用。氮化镓(GaN)晶体管是一种HEMT器件，其能够承 受高的漏-源电压(例如大于100V)并提供快速的开关速度。通常，GaN晶体 管包括漏极区域、源极区域、沟道区域以及位于沟道区域上方的栅极结构。对 于高速开关，GaN晶体管还可以包括在栅极结构上方的场板。场板的放置可能 影响栅极结构的设计，这进而在GaN晶体管的性能和尺寸之间提供了若干折衷。

发明内容

本公开提供了一种解决方案来增强一个或多个HEMT器件的性能，而不显 著增加其尺寸。所公开的解决方案同时减小了栅极结构的电阻和与HEMT器件 的场板相关联的寄生电容，同时避免了额外的布线。例如，在一种实施方式中， HEMT器件包括从源极导板(runner)层和/或源极接触层延伸的场板。该场板 可以与栅极导板层共面和/或在栅极导板层下面。栅极导板层被栅极桥排布 (route)远离栅极金属层正上方的区域，使得场板可以在栅极金属层正上方延 伸而不受栅极导板层的干扰。在与源极导板层或源极接触层共面的情况下，场 板靠近沟道区域定位，这有助于减小其寄生电容。通过使金属栅极层和场板竖 直地交叠，所公开的HEMT器件可以实现显著的尺寸效率，而无需额外的布线。

附图说明

图1示出了根据本公开的一个方面的晶体管器件的顶部布局图。

图2示出了根据本公开的一个方面的晶体管器件沿x-z平面的第一横截面 图。

图3示出了根据本公开的一个方面的晶体管器件沿另一个x-z平面的第二 横截面图。

图4示出了根据本公开的一个方面的晶体管器件沿y-z平面的横截面图。

图5示出了根据本公开的一个方面的第二晶体管器件沿x-z平面的第一横 截面图。

图6示出了根据本公开的一个方面的第二晶体管器件沿另一个x-z平面的 第二横截面图。

图7示出了根据本公开的一个方面的第三晶体管器件沿x-z平面的横截面 图。

在各个附图中相似的附图标记表示相似的元件。在附图和下面的描述中阐 述了本公开的一个或多个实施方式的细节。附图不是按比例绘制的，而仅仅被 提供用于图示说明本公开。阐述了具体细节、关系和方法以提供对本公开的理 解。通过说明书和附图以及权利要求，其它特征和优点可以是显而易见的。

具体实施方式

图1示出了根据本公开的一个方面的晶体管器件100的顶部布局图。晶体 管器件100可以是在单个半导体管芯上制造的独立分立器件。可替代地，晶体 管器件100可以并入到在单个集成电路管芯上制造的一个或多个电路。如图1 所示的晶体管器件100可以在标记的组件的上方和下方包括附加层。但是为了 清楚地说明其中标记的组件，这些附加层在图1中未示出。