[发明专利]半导体结构

说明书

本发明提供了一种半导体结构，包含：衬底、设置于衬底上的栅极结构、位于此栅极结构两侧的源极结构及漏极结构、以及第一介电层。栅极结构包含设置于衬底上的栅极电极以及与此栅极电极电连接并作为栅极场板的栅极金属层。源极结构包含设置于衬底上的源极电极以及与此源极电极电连接并且沿着栅极电极至漏极结构的方向延伸的第一源极金属层。第一介电层设置于栅极金属层上。其中第一源极金属层的电位与栅极金属层的电位不同，并且第一源极金属层至少露出一部分位于栅极金属层正上方的第一介电层。本发明实施例所提供的半导体结构，不仅具有击穿电压与栅极至漏极电容之间的良好平衡，更能有效降低开关损失，进而提升半导体结构的效能。

技术领域

本发明是关于半导体结构，特别是关于具有场板的半导体结构。

背景技术

氮化镓系(GaN-based)半导体材料具有许多优秀的材料特性，例如高抗热性、宽能隙(band-gap)、高电子饱和速率。因此，氮化镓系半导体材料适合应用于高速与高温的操作环境。近年来，氮化镓系半导体材料已广泛地应用于发光二极管(light emitting diode，LED)元件、高频率元件，例如具有异质界面结构的高电子迁移率晶体管(high electronmobility transistor，HEMT)。

在高电子迁移率晶体管(HEMT)元件中，通常会将场板结构设置于半导体装置的高电场区，以降低高电场区的峰值电场(peak electric field)。其中一种场板是连接至源极的场板(即源极场板)，其可降低栅极至漏极电容(Cgd)，而另一种场板是连接至栅极的场板(即栅极场板)，其可降低栅极在漏极侧上的电场强度。然而，场板结构的配置却使得栅极至源极电容(Cgs)大幅上升，造成严重的开关损耗(switching loss)。

随着氮化镓系半导体材料的发展，这些使用氮化镓系半导体材料的半导体装置应用于更严苛工作环境中，例如更高频、更高温或更高电压。因此，具有氮化镓系半导体材料的半导体装置仍需进一步改善来克服所面临的挑战。

发明内容

本发明的一些实施例提供一种半导体结构，包含：衬底、设置于衬底上的栅极结构、设置于此衬底上且位于此栅极结构两侧的源极结构及漏极结构、以及设置于栅极结构所包含的栅极金属层上的第一介电层。栅极结构包含设置于衬底上的栅极电极以及与此栅极电极电连接并作为栅极场板的栅极金属层。源极结构包含设置于衬底上的源极电极以及与此源极电极电连接并且沿着栅极电极至漏极结构方向延伸的第一源极金属层。其中第一源极金属层的电位与栅极金属层的电位不同，并且第一源极金属层至少露出一部分位于栅极金属层正上方的第一介电层。

本发明的一些实施例提供一种半导体结构，包含：衬底、设置于衬底上的栅极结构、设置于衬底上的源极结构、以及设置于衬底上的漏极结构。栅极结构包含设置于此衬底上的栅极电极以及与此栅极电极电连接并作为栅极场板的栅极金属层。源极结构包含设置于衬底上的源极电极以及与此源极电极电连接并作为源极场板的第一源极金属层。其中第一源极金属层的电位与栅极金属层的电位不同。在上视图中，第一源极金属层具有开口位于栅极金属层的正上方。

本发明实施例所提供的半导体结构，不仅具有击穿电压与栅极至漏极电容之间的良好平衡，更能有效降低开关损失，进而提升半导体结构的效能。

附图说明

以下将配合所附图式详述本发明实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本发明实施例的特征。

图1是根据本发明的一些实施例，绘示出例示性半导体结构的部分上视图。

图2是根据本发明的一些实施例，绘示出对应于图1所示的半导体结构的A-A’线段剖面示意图。

图3是根据本发明的其他实施例，绘示出例示性半导体结构的部分上视图。