[发明专利]半导体装置及其制作方法

说明书

本发明公开一种半导体装置及其制作方法，其中该半导体装置包括基底、半导体通道层、半导体阻障层、栅极电极、第一电极、及介电层。半导体通道层被设置于基底之上，半导体阻障层被设置于半导体通道层之上。栅极电极被设置于半导体阻障层之上。第一电极被设置于栅极电极的一侧，其中第一电极包括主体部及垂直延伸部，主体部电连接于半导体阻障层，且垂直延伸部的底面低于半导体通道层的顶面。介电层被设置于垂直延伸部及半导体通道层之间。

技术领域

本发明涉及半导体装置的领域，特别是涉及一种高电子迁移率晶体管及其制作方法。

背景技术

在半导体技术中，III-V族的半导体化合物可用于形成各种集成电路装置，例如：高功率场效晶体管、高频晶体管或高电子迁移率晶体管(high electron mobilitytransistor,HEMT)。HEMT是属于具有二维电子气(two dimensional electron gas,2DEG)层的一种场效晶体管，其2DEG层会邻近于能隙不同的两种材料之间的接合面(亦即，异质接合面)。由于HEMT并非使用掺杂区域作为晶体管的载流子通道，而是使用2-DEG层作为晶体管的载流子通道，因此相较于现有的金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)，HEMT具有多种吸引人的特性，例如：高电子迁移率及以高频率传输信号的能力。针对现有的HEMT，仍需要进一步提升击穿电压(V_BR)，以符合目前业界的需求。

发明内容

有鉴于此，有必要提出一种改良的高电子迁移率晶体管，以满足目前业界对于高电子迁移率晶体管的需求。

根据本发明的一实施例，揭露了一种半导体装置，包括基底、半导体通道层、半导体阻障层、栅极电极、第一电极、及介电层。半导体通道层被设置于基底之上，半导体阻障层被设置于半导体通道层之上。栅极电极被设置于半导体阻障层之上。第一电极被设置于栅极电极的一侧，其中第一电极包括主体部及垂直延伸部，主体部电连接于半导体阻障层，且垂直延伸部的底面低于半导体通道层的顶面。介电层被设置于垂直延伸部及半导体通道层之间。

根据本发明的一实施例，揭露了一种半导体装置的制作方法，包括以下步骤。提供基底，然后形成半导体通道层于基底之上。形成半导体阻障层于半导体通道层之上。施行蚀刻制作工艺，以暴露出部分的半导体通道层。形成介电层，以覆盖住半导体阻障层及被暴露出的半导体通道层。在形成介电层之后，形成第一电极，其中第一电极包括主体部及垂直延伸部，主体部电连接于半导体阻障层，且垂直延伸部的底面低于半导体通道层的顶面。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举优选实施方式，并配合所附的附图，作详细说明如下。然而如下的优选实施方式与附图仅供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1是本发明一实施例所绘示的半导体装置的剖面示意图；

图2是本发明一变化型实施例所绘示的第一电极具有垂直延伸部的半导体装置的剖面示意图；

图3是本发明一变化型实施例所绘示的第二电极具有垂直延伸部的半导体装置的剖面示意图；

图4是本发明一变化型实施例所绘示的具有顺向性介电层的半导体装置的剖面示意图；

图5是本发明一实施例在半导体缓冲层中形成凹槽后的结构的剖面示意图；

图6是本发明一实施例在形成介电层后的结构的剖面示意图；

图7是本发明一实施例在蚀除部分介电层后的结构的剖面示意图；

图8是本发明一实施例在形成导电电极后的结构的剖面示意图；

图9是本发明一实施例在暴露出栅极盖层后的结构的剖面示意图；

图10是本发明实施例和比较例的半导体装置中的电场和位置之间的关系图；