CN222547914U

CN222547914U - 半导体器件和hemt器件

Info

Publication number: CN222547914U
Application number: CN202420467798.XU
Authority: CN
Inventors: F·尤科纳洛; A·康斯坦特; C·特林加利; M·E·卡斯塔尼亚
Original assignee: Italian Semiconductor International Co
Current assignee: Italian Semiconductor International Co
Priority date: 2023-03-10
Filing date: 2024-03-11
Publication date: 2025-02-28
Anticipated expiration: 2034-03-11

Abstract

本实用新型涉及半导体器件和HEMT器件。HEMT器件包括具有半导体异质结构的半导体本体；包括半导体材料的控制区域，控制区域位于半导体本体上，控制区域具有顶表面和多个横向侧面；导电材料的控制端子，其在控制区域的顶表面上延伸并与控制区域的顶表面接触；非导电材料的钝化层，钝化层在半导体本体上、部分地在控制区域的顶表面上以及在控制区域的所述多个横向侧面上延伸，钝化层横向布置并且距控制端子一定距离；以及非导电材料的多个间隔件区域，多个间隔件区域在控制端子和钝化层之间延伸，钝化层不与多个间隔件区域重叠。本实用新型用于集成电路领域，且技术效果是栅极的泄漏被降低。

Description

半导体器件和HEMT器件

技术领域

本公开涉及具有减少的栅极泄漏的高电子迁移率晶体管(HEMT)器件。

背景技术

众所周知，通常被称为异质结构场效应晶体管(HFET)的HEMT器件由于其高击穿电压和高载流子密度和迁移率而在高电压下操作的可能性在高功率和快速开关应用中得到了广泛的应用。

在HEMT器件中，半导体异质结构(通常基于AlGaN/GaN层)允许在器件中自发生成所谓的二维电子气(2DEG)，从而形成电荷的沟道路径。自发沟道可以通过在沟道路径上方的栅极区域处施加合适的电压来调制。

AlGaN/GaN HEMT通常为耗尽模式。但是，对于实际应用，优选增强模式(常闭)器件来获得安全操作和简化驱动电路。

已经提出了几种实现基于AlGaN/GaN层的常断HEMT，包括形成凹进栅极晶体管、执行诸如在栅极下方结合氟等离子体的制造步骤、或形成pGaN的栅极区域。最后的解决方案例如用在市场上可获得的产品中并且在下文中考虑。

例如，图1示出了在半导体主体2上形成的HEMT器件1，这里半导体主体2包括基板层3、第一层4和第二层6(下文中也称为沟道层4和阻挡层6)。

基板层3可以包括图1中未单独示出的硅基板和氮化镓(GaN)缓冲层。

沟道层4是第一半导体材料，诸如例如周期表III-V族元素的第一半导体合金；例如，沟道层4可以为氮化镓(GaN)。

阻挡层6覆盖沟道层4并且与沟道层4直接接触，并且是第二半导体材料，诸如例如周期表III-V族元素的与第一半导体合金不同的第二半导体合金。例如，阻挡层6可以是氮化铝镓(AlGaN)。

沟道层4和阻挡层6例如是N型的。

导电材料的栅极区域7在阻挡层6上延伸。栅极区域7例如由第三半导体材料形成，诸如例如周期表III-V族元素的第三半导体合金；更详细地，这里栅极区域7由P导电类型的氮化镓(pGaN)形成。

钝化层8横向于栅极区域7覆盖阻挡层6的顶表面、以及横向表面(“侧壁”)，并且部分地覆盖栅极区域7的顶表面。钝化层8由一层非导电材料形成，例如氧化物，诸如Al₂O₃。

例如氧化硅的第一绝缘层9在钝化层8上延伸。

开口11在栅极区域7的顶部上延伸穿过第一绝缘层9和钝化层8，并且例如TiN/AlCu/TiN的栅极金属区域10与栅极区域7直接电接触在开口11中延伸，并且部分地在第一绝缘层9上延伸。

例如氧化硅的第二绝缘层12在第一绝缘层9和栅极金属区域10上延伸。

在图1中，导电材料的场板13在第一绝缘层9上、横向于栅极金属区域10并且在第二绝缘层12下方延伸。场板13是可选的并且可能由与栅极金属区域10相同的金属层形成。

例如Ti/AlCu/TiN的源极金属区域15在阻挡层6上延伸并与阻挡层6直接电接触；源极金属区域15也横向延伸至第二绝缘层12并在第二绝缘层12上延伸。在HEMT器件1中，源极金属区域15具有在栅极金属区域10上方和场板区域13上方延伸的部分，并且具有屏蔽功能。

例如Ti/AlCu/TiN的漏极金属区域16在阻挡层6上延伸并与阻挡层6直接电接触；另外，漏极金属区域16横向延伸至第二绝缘层12并且部分地在第二绝缘层12上(相对于源极金属区域15在栅极区域7的相对侧上)延伸。

在这种类型的HEMT晶体管中，半导体主体2上方的层的蚀刻是关键的并且可能影响器件的电性能，诸如阈值电压。

事实上，HEMT器件的阈值电压受到特别是在栅极区域7的侧壁上发生的任何栅极泄漏的影响，并且可能在应力条件期间发生偏移：通常，阈值电压的负向偏移源自于高漏栅极区域7。另一方面，低漏栅极区域7引起阈值电压的正向偏移。在商业器件中，期望在正向偏移和负向偏移之间进行权衡。

栅极泄漏在器件操作期间(即，当施加在栅极端子上的控制电压大于零时)呈现出体(bulk)贡献和寄生贡献。

特别地，寄生贡献源自栅极区域7的顶表面上(即，在栅极金属区域10和栅极区域7之间不存在肖特基接触的部分上)和栅极区域7的侧壁上。

通过pGaN材料的顶表面的寄生栅极泄漏是由于极化净电荷引起的电子表面态的存在，这是在为所考虑类型的HEMT晶体管堆叠GaN-AlGaN-pGaN层时固有的。

替代地，通过栅极区域7的侧壁的寄生栅极泄漏取决于工艺，并且具体而言，是由于在形成栅极区域7时pGaN层的化学和所采用的功率方面的蚀刻条件造成的。详细地说，刻蚀造成的损伤可能会导致形成空位，诸如氮空位，导致栅极区域7的侧壁捕获高浓度的电子。从而形成从栅极金属区域10的下边缘沿着栅极区域7的侧壁到阻挡层6和沟道层4(即，在HEMT器件1的操作状态下，到HEMT器件1的沟道区域)的电流泄漏路径。换句话说，pGaN蚀刻可能会导致栅极区域7的表面侧部出现耗尽；因此，当在沟道层4和阻挡层6之间的界面处形成2DEG时(当HEMT器件1导通时)，在栅极区域7的侧壁上形成反型沟道。

体栅极泄漏贡献主要受以下因素影响：在通过蚀刻形成栅极金属区域10期间，例如由于pGaN材料的部分去除或粗糙而导致栅极区域7的损坏；以及限定形成栅极区域7的GaN材料的p型掺杂的掺杂离子(诸如镁)的浓度。

通过耐氢氧化铵材料(诸如Al₂O₃或AlN)的原子层沉积(“ALD”)，如钝化层8所做的那样，阻挡层6和栅极区域7的表面钝化是试图补偿电子表面态的存在以及由pGaN蚀刻引起的缺陷的已知解决方案。

实用新型内容

申请人证实，此类层的沉积并不总是足够有效地显著减少栅极泄漏。此外，在一些情况下，布置这种表面钝化可能会引入有害影响，从而影响晶体管的其它电特性：钝化层8的介电参数(例如，厚度和材料)以相反的方式影响器件的栅极泄漏和导通电阻Ron；因此，使得栅极泄漏减少的最佳值可能会导致导通电阻Ron恶化。

因此，本公开的目的是克服现有技术的缺点和限制。

根据本公开，提供了一种HEMT器件，包括具有半导体异质结构的半导体本体；控制区域，包括半导体材料，所述控制区域位于所述半导体本体上，所述控制区域具有顶表面和多个横向侧面；导电材料的控制端子，所述控制端子在所述控制区域的顶表面上延伸并与所述控制区域的顶表面接触；非导电材料的钝化层，所述钝化层在所述半导体本体上、部分地在所述控制区域的顶表面上以及在所述控制区域的所述多个横向侧面上延伸，所述钝化层横向布置并且距所述控制端子一定距离；以及非导电材料的多个间隔件区域，所述多个间隔件区域在所述控制端子和所述钝化层之间延伸，所述钝化层不与所述多个间隔件区域重叠。

优选地，所述多个间隔件区域比所述钝化层更厚。

优选地，所述控制端子包括在所述多个间隔件区域之间延伸的狭窄部分以及在所述多个间隔件区域上延伸的上部部分。

优选地，所述HEMT器件还包括在所述钝化层上延伸的绝缘结构，其中控制开口在所述绝缘结构中延伸并穿过所述钝化层并且至少部分地容纳所述控制端子和所述多个间隔件区域，所述控制开口具有横向侧面，所述多个间隔件区域在所述控制开口的所述多个横向侧面上延伸。

优选地，所述绝缘结构包括在钝化层上延伸的第一绝缘层，以及在所述第一绝缘层上延伸的第二绝缘层，以及其中所述控制开口延伸穿过所述第一绝缘层和所述钝化层，并且容纳所述多个间隔件区域并且至少部分地容纳所述控制端子，所述第二绝缘层在所述控制端子上延伸。

优选地，所述绝缘结构包括在钝化层上延伸的第一绝缘层，以及在所述第一绝缘层上延伸的第二绝缘层，以及其中所述控制开口延伸穿过所述第一绝缘层、所述第二绝缘层以及所述钝化层并容纳所述多个间隔件区域和所述控制端子。

优选地，所述HEMT器件还包括场板，所述场板位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。

优选地，所述HEMT器件还包括第一电流传导端子和第二电流传导端子，所述第一电流传导端子和所述第二电流传导端子部分地位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述第一电流传导端子和所述第二电流传导端子与所述半导体本体接触。

优选地，所述HEMT器件还包括第一电流传导端子和第二电流传导端子，所述第一电流传导端子和第二电流传导端子部分地位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层上方，所述第一电流传导端子和所述第二电流传导端子与所述半导体本体接触，所述第一电流传导端子部分地位于所述控制端子和所述场板上方。

优选地，所述绝缘结构和所述多个间隔件区域是不同的、选择性可蚀刻的材料。

优选地，所述绝缘结构是氧化硅，并且所述多个间隔件区域是氮化硅。

优选地，所述控制区域包括沟道调制区域和覆盖所述沟道调制区域的层间区域。

根据本公开，还提供一种器件，包括半导体异质结构；位于所述异质结构上的控制区域，所述控制区域具有第一表面和多个侧面；位于所述控制区域的所述第一表面上并与其接触的端子；钝化层，位于所述异质结构上、所述控制区域的所述第一表面上以及所述控制区域的所述多个侧面上，所述钝化层具有横向于所述第一表面的第二表面；以及位于所述端子和所述钝化层之间的多个非导电间隔件区域，所述钝化层的所述第二表面与所述多个间隔件区域接触。

优选地，所述器件还包括位于所述钝化层上的第一绝缘层；位于所述第一绝缘层上的第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层在所述第二表面处与所述多个间隔件区域接触；以及位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的场板。

本实用新型的技术效果是降低HEMT器件的栅极泄漏。

附图说明

为了理解本公开，现在参考附图描述其实施例，纯粹作为非限制性示例，其中：

图1是已知HEMT器件的横截面；

图2是根据实施例的HEMT器件的横截面；

图3A-3F是图2的HEMT器件的后续制造步骤中的半导体晶片的横截面；

图4是根据另一个实施例的HEMT器件的横截面；

图5A-5C是图4的HEMT器件的后续制造步骤中的半导体晶片的横截面；以及

图6和图7是根据不同实施例的HEMT器件的横截面。

具体实施方式

以下描述参考附图中所示的布置；因此，诸如“上方”、“下方”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“右”、“左”等表述是相对于附图而言的并且不应被解释为一种限制方式。

图2示出了HEMT器件50，其包括这里由基板层53、沟道层54和阻挡层56形成的半导体本体52。

基板层53可以包括图2中未单独示出的硅基板和氮化镓(GaN)缓冲层。

沟道层54是第一半导体材料，诸如周期表III族和V族元素的第一半导体合金；例如，沟道层54可以是氮化镓(GaN)。

阻挡层56覆盖沟道层54并与沟道层54直接接触，并且是第二半导体材料，诸如周期表III-V族元素的与第一半导体合金不同的第二半导体合金。例如，阻挡层56可以是氮化铝镓(AlGaN)。

沟道层54和阻挡层56例如是N型的。

导电材料的栅极区域57在阻挡层56上延伸并与阻挡层56接触。栅极区域57是控制区域，并且具体而言是沟道调制区域。

以未示出的方式，栅极区域57是带状的并且沿着笛卡尔参考系XYZ的第一水平轴线Y延伸。栅极区域57由导电材料形成，通常为掺杂的第三半导体材料，诸如周期表III-V族元素的第三半导体合金；具体而言，这里栅极区域57由P导电类型的氮化镓(pGaN)形成。

如本领域技术人员已知的，栅极区域57用于基于施加到其上的电压来调制在沟道层54和阻挡层56之间的界面处形成的沟道的厚度。

钝化层58覆盖阻挡层56的顶表面、以及横向表面(也指示为栅极区域57的侧壁)，并且部分地覆盖栅极区域57的顶表面。与栅极区域57类似，钝化层58也沿着第一水平轴线Y延伸栅极区域57的整个长度。

钝化层58是非导电材料，例如氧化物，诸如Al₂O₃、AlN、SiN、HfO₂、SiO₂、AlSiO，其厚度在2nm和10nm之间，例如5nm。

例如氧化硅的第一绝缘层66在钝化层58上延伸。

栅极开口67在栅极区域57的顶部上延伸穿过第一绝缘层66和钝化层58。

间隔件区域62在栅极开口67中、在栅极开口67的横向侧上、在栅极区域57的顶表面上延伸并且与栅极区域57的顶表面直接接触。

间隔件区域62在这里是带状的并且沿着第一水平轴线Y延伸。实际上，间隔件区域62横向地界定比栅极开口67更窄的间隔件开口71。

间隔件区域62在这里是介电材料，诸如氮化硅(“SiN”)，例如处于其稳定构型Si₃N₄。间隔件区域62的介电材料可以是氧化物，但通常与第一绝缘层66的材料不同。

控制端子(下文中指示为栅极金属区域68，例如TiN/AlCu/TiN的多层)与栅极区域57的中心部分直接电接触，在间隔件开口71中、在间隔件区域62上并且部分地在第一绝缘区域66上延伸。

实际上，栅极金属区域68包括在间隔件区域62之间延伸的狭窄部分68A以及在间隔件区域62上延伸的上部部分68B。

换句话说，在图2的实施例中，间隔件区域62在栅极金属区域68下方延伸并且邻近狭窄部分68A的两个相对侧。

诸如Ti、Ta、TiW、TaW的其它材料可以代替TiN用于栅极金属区域68的合金。

栅极金属区域68的狭窄部分68A和栅极区域57形成肖特基接触。

例如氧化硅的第二绝缘层69在第一绝缘层66和栅极金属68上延伸。

第一绝缘层66和第二绝缘层69形成绝缘结构66、69。绝缘结构66、69具有在栅极区域57的不同侧上延伸的第一和第二电流传导开口，在下文中分别指示为源极开口82和漏极开口83。源极开口82和漏极开口83延伸穿过绝缘结构66、69的整个厚度并且暴露阻挡层56。

在图2中，场板70在第一绝缘层66上、在第二绝缘层69下方的一侧但与栅极金属区域68相距一定距离处延伸。场板70是可选的并且可能由与栅极金属区域68相同的金属层形成。

第一电流传导端子(下文中指示为例如Ti/AlCu/TiN的源极金属区域72)在源极开口82中延伸，并且这里与阻挡层56直接电接触。在HEMT器件50中，源极金属区域72具有也在第二绝缘层69上、在栅极金属68上方以及场板70上方延伸的部分，并且具有屏蔽功能。

源极金属区域72可以与场板70电连接。

第二电流传导端子(下文中指示为例如Ti/AlCu/TiN的漏极金属区域73)在漏极开口83中延伸，并且这里与阻挡层56直接电接触。漏极金属区域73相对于源极金属区域72位于栅极区域57的相对侧。

图2的HEMT器件50在减少源自栅极区域57的pGaN侧壁的横向栅极泄漏方面具有改进的性能。

更详细地说，利用图2的结构，间隔件区域62插入在栅极金属区域68和钝化层58之间，从而将它们分开，并阻止从栅极金属区域68的下边缘沿着栅极区域57的顶表面和侧壁到在操作期间形成的HEMT器件50的沟道区域的任何电流泄漏路径。

因此，在器件操作期间，栅极电流被迫仅在栅极区域57的上表面的局部(这里为中心)部分中流动，即，仅在栅极金属区域68与栅极区域57之间的肖特基接触处流动。

HEMT器件50因此允许在栅极电流、阈值电压和导通电阻之间获得良好的折衷。

HEMT器件50可以如图3A-3F中所示来制造，图3A-3F示出了切割之前的晶片并且使用与图2中的同名区域相同的附图标记。

图3A示出了包括层堆叠的晶片80，该层堆叠包括基板层53、沟道层54和阻挡层56。栅极区域57已经例如通过采用MOCVD(金属有机化学气相沉积)的p掺杂GaN材料的外延生长以及通过其光刻限定、采用标准蚀刻过程而形成在阻挡层56上。

在图3B中，在暴露的栅极区域57和阻挡层56上形成钝化层58，然后形成第一绝缘层66。

例如，钝化层58在基于H₂O的环境中在300℃处利用ALD(原子层沉积)技术热沉积或等离子体沉积例如5nm的厚度。

第一绝缘层66可以例如通过PECVD(等离子体增强化学气相沉积)在基于SiH₄的环境中沉积例如260nm的厚度。

在图3C中，使用掩模(未示出)蚀刻第一绝缘层66和钝化层58以形成栅极开口67，从而暴露栅极区域57的顶表面。形成栅极开口67的蚀刻可以是例如在CF₄中的时间蚀刻或使用用于去除第一绝缘层66的终点检测，以及用于去除钝化层58的BCl₃蚀刻。

取决于栅极区域57的宽度，栅极开口67可以具有沿着笛卡尔参考系XYZ的第二水平轴线X的宽度，例如在0.9μm和5.5μm之间。

在图3D中，介电材料的牺牲层81形成在第一绝缘层66上和栅极开口67中、在栅极区域57的由栅极开口67暴露的部分上。

例如，通过PECVD沉积牺牲层81例如300nm的厚度。

在图3E中，在没有掩模(“毯(blanket)”)的情况下，对牺牲层81进行各向异性(干法)蚀刻(例如，在CF₄环境中)，将其去除直至其到达栅极区域57的顶表面的中心部分，从而在栅极开口67内限定间隔件开口71并形成间隔件区域62。还从第一绝缘层66的顶部(栅极开口67外侧)去除牺牲层81。

因此，间隔件区域62在靠近栅极区域57的底部处可以具有约300nm的宽度，并且间隔件开口71在靠近栅极区域57的底部处可以具有在0.3μm和5μm之间的宽度。

在这个实施例中，间隔件区域62具有与栅极区域57上方的第一绝缘层66的部分相同的厚度，但是这并不重要。

在图3F中，沉积并限定栅极金属层以形成栅极金属区域68(在间隔件开口71中延伸并且部分地在第一绝缘区域66上延伸)和场板70(横向延伸至其)。

然后，以未示出的方式，沉积第二绝缘层69，然后与第一绝缘层66和钝化层58一起限定第二绝缘层69(使用未示出的掩模)以形成源极开口82和漏极开口83。此后，沉积并限定源极/漏极金属层以形成源极金属区域72和漏极金属区域73。

然后进行最后的制造步骤，包括沉积外钝化层(未示出)、形成开口接触(未示出)以及切割晶片80，从而获得图2的HEMT器件50。

实际上，在上述工艺中，在形成栅极开口67之后形成阻止来自栅极区域57的横向泄漏的间隔件区域62，从而将栅极金属区域68与钝化层58隔开。

图4示出了HEMT器件100，其中源极和漏极金属区域在栅极金属区域之前形成。

详细地说，在图4中，其中与图2的HEMT器件50共同的区域已使用相同的参考标号来指示，这里由82'指示的源极开口和这里由83'指示的漏极开口仅延伸穿过第一绝缘层66。另外，这里由67'指示的栅极开口延伸穿过第一绝缘层66和第二绝缘层69。

类似地，在这个实施例中，这里由71'指示的间隔件开口和这里由62'指示的间隔件区域延伸穿过整个绝缘结构66、69。

通过在图4中未示出的位置中形成穿过第一绝缘层66和第二绝缘层69的一个或多个通孔，屏蔽区域86可以电耦合到基板52中的其它区域。

HEMT器件100可以如图5A-5C中所示来制造。

详细地说，在图5A中，在形成第一绝缘层66(图3B)之后，限定第一绝缘层66以形成源极开口82'和漏极开口83'。然后通过沉积和限定相同的金属层或例如Ti/AlCu/TiN的叠层来形成源极金属区域72'、漏极金属区域73'和场板70。

在图5B中，沉积并蚀刻第二绝缘层69(与第一绝缘层66和钝化层58一起)以形成栅极开口67'。

然后，在图5C中，类似于图3D，牺牲层81沉积在第二绝缘层69上和栅极开口67'中。

在牺牲层81的毯式蚀刻和最终制造步骤之后，对于图2的实施例，获得图4的HEMT器件100。

特别地，如图4中所示，当在间隔件开口71'中形成这里由68'指示的栅极金属区域(例如，通过沉积和限定金属层或叠层，例如Ti/AlCu/TiN)时，屏蔽区域86可以由与栅极金属68'相同的金属层形成。

图6涉及不同的实施例，其中与图2的HEMT器件50共同的区域已使用相同的附图标记来指示。在图6中，HEMT器件200具有包括(pGaN材料的)沟道调制区域90的栅极区域57'和层间区域59。

沟道调制区域90具有与图2的栅极区域57相同的结构和电特征。

导电材料(例如，诸如TiN的金属)的层间区域59沿着笛卡尔参考系XYZ的第二水平轴线X在沟道调制区域90的顶部上延伸并且可以比沟道调制区域90更窄。

此外，层间区域59在间隔件开口71处与栅极金属区域68直接电接触并且在间隔件区域62下方延伸。

类似于钝化层58，钝化层58'覆盖层间区域59的顶表面在第一绝缘层66下方的部分、层间区域59的横向表面、沟道调制区域90的顶表面的边缘、沟道调制区域90的侧壁和阻挡层56的顶表面。

因此，同样在图6的HEMT器件200中，钝化层58'在距栅极区域57'一定距离处延伸。

层间区域59用于促进沟道调制区域90的接通并且对上层的污染物的扩散形成阻挡。

图7涉及另一个实施例，其中HEMT器件300包括层间区域59(如参考图6所描述的)并且其中源极和漏极金属区域在栅极金属区域之前形成(如参考图4所描述的)。在图7中，与图4的HEMT器件100共同的区域和与图6的HEMT器件200共同的区域已使用相同的附图标记来指示。

层间区域59具有与图6中所示的对应区域类似的位置和特征。

最后，显然，可以对本文描述和图示的HEMT器件和工艺进行多种变化和修改，所有这些变化和修改都落入所限定的本公开的范围内。

概括来说，本公开的示例实施例如下。

示例1。一种HEMT器件(50；100；200；300)，包括：

具有半导体异质结构(54，56)的半导体本体(52)；

控制区域(57；57')，包括布置在半导体本体(52)上的半导体材料，控制区域(57；57')具有顶表面和横向侧；

导电材料的控制端子(68；68')，在控制区域(57；57')的顶表面上延伸并与其接触；以及

非导电材料的钝化层(58；58')，在半导体主体(52)上、部分地在控制区域(57；57')的顶表面上以及在控制区域(57；57')的横向侧上延伸；

钝化层(58；58')，横向布置并距控制端子(68；68')一定距离。

示例2。根据示例1的HEMT器件，还包括在控制端子(68；68')和钝化层(58；58')之间延伸的非导电材料的间隔件区域(62；62')。

示例3。根据前述示例的HEMT器件，其中控制端子(68；68')包括在间隔件区域(62；62')之间延伸的狭窄部分(68A)以及在间隔件区域上延伸的上部部分(68B)。

示例4。根据示例2或3的HEMT器件，还包括在钝化层(58；58')上延伸的绝缘结构(66，69)，其中控制开口(67；67')在绝缘结构(66，69)中延伸并穿过钝化层(58；58')并且至少部分地容纳控制端子(68；68')和间隔件区域(62；62')，控制开口具有横向侧、间隔件区域(62；62')在控制开口(67；67')的横向侧上延伸。

示例4bis。根据前述示例中的任一项的HEMT器件，还包括至少部分地容纳导电材料的第一电流传导端子(72；72')的第一电流传导开口(82；82')；以及

至少部分地容纳导电材料的第二电流传导端子(73；73')的第二电流传导开口(83；83')。

示例5。根据前述示例的HEMT器件，其中绝缘结构(66，69)包括在钝化层(58；58')上延伸的第一绝缘层(66)和在第一绝缘层上延伸的第二绝缘层(69)，并且其中控制开口(67)延伸穿过第一绝缘层(66)和钝化层(58；58')并且容纳间隔件区域(62)以及至少部分地容纳控制端子(68)，第二绝缘层(69)在控制端子(68)上延伸。

示例6。根据示例4的HEMT器件，其中绝缘结构(66，69)包括在钝化层(58；58')上延伸的第一绝缘层(66)和在第一绝缘层(66)上延伸的第二绝缘层(69)，并且其中控制开口(67')延伸穿过第一和第二绝缘层(66，69)和钝化层(58；58')并容纳间隔件区域(62')和控制端子(68)。

示例7。根据示例4-6中的任一项的HEMT器件，其中绝缘结构(66，69)和间隔件区域(62；62')是不同的、选择性可蚀刻的材料。

示例8。根据前述示例的HEMT器件，其中绝缘结构(66，69)是氧化硅并且间隔件区域(62；62')是氮化硅。

示例9。根据前述示例中的任一项的HEMT器件，其中控制区域(57')包括沟道调制区域(90)和覆盖沟道调制区域的层间区域(59)。

示例10。一种用于制造HEMT器件(50；100；200；300)的工艺，该工艺包括：

在具有半导体异质结构(54，56)的半导体本体(52)上形成控制区域(57；57')，控制区域(57；57')包括半导体材料并且布置在半导体本体(52)上，控制区域(57；57')具有顶表面和横向侧；

在半导体本体(52)上、部分地在控制区域(57；57')的顶表面上以及在控制区域(57；57')的横向侧上形成非导电材料的钝化层(58；58')；以及

在控制区域(57；57')的顶表面上并与其接触，横向地且距钝化层(58；58')一定距离，形成导电材料的控制端子(68；68')。

示例11。根据前述示例的工艺，还包括在形成控制端子(68；68')之前，形成在控制端子(68；68')和钝化层(58；58')之间延伸的非导电材料的间隔件区域(62；62')。

示例12。根据前述示例的工艺，其中：

形成钝化层(58；58')和形成间隔件区域(62)包括：

形成覆盖栅极区域(57；57')的顶表面的钝化层(58；58')的一部分；

在钝化层(58；58')上形成绝缘层(66；69)；

在绝缘层(66；69)中形成控制开口(67；67')，包括选择

性地去除钝化层(58；58')的所述部分；以及

在控制开口(67；67')的横向侧上形成间隔件区域(62；

62')；以及

形成控制端子(68；68')包括在控制开口(67；67')中、在间隔件区域(62；62')之间及其上形成控制端子的一部分。

示例13。根据前述示例的工艺，

其中形成间隔件区域(62；62')包括：

在绝缘层(66；69)上和控制开口(67；67')中形成牺牲层(81)；以及

从绝缘层(66；69)和控制开口(67；67')中去除牺牲层(81)，控制开口的横向侧除外。

示例14。根据前述示例的工艺，其中绝缘层是第一绝缘层(66)，该工艺还包括：

在形成控制端子(68)之后，形成第二绝缘层(69)；

分别在控制区域(57；57')的第一侧和第二侧上形成穿过第一和第二绝缘层(66，69)和钝化层(58；58')的第一和第二电流传导开口(82，83)；以及

形成至少部分地在第一电流传导开口(82)中延伸的第一电流传导端子(72)和至少部分地在第二电流传导开口(83)中延伸的第二电流传导端子(73)，第一和第二电流传导端子(72，73)与半导体本体(52)接触。

示例15。根据示例13的工艺，还包括第一绝缘层(66)，其中该绝缘层是第二绝缘层(69)，控制开口(67')延伸穿过第一和第二绝缘层(66，69)两者，该工艺还包括：

在形成第一绝缘层(66)之后，分别在控制区域(57；57')的第一侧和第二侧上形成穿过第一绝缘层(66)和钝化层(58；58')的第一和第二电流传导开口(82'，83')；以及

形成至少部分地在第一电流传导开口(82')中延伸的第一电流传导端子(72')和至少部分地在第二电流传导开口(83)中延伸的第二电流传导端子(73')，第一和第二电流传导端子与半导体本体(52)接触。

一种HEMT器件(50；100；200；300)可以概括为包括：具有半导体异质结构(54，56)的半导体本体(52)；布置在半导体本体(52)上包括半导体材料的控制区域(57；57')，控制区域(57；57')具有顶表面和横向侧；在控制区域(57；57')的顶表面上延伸并与其接触的导电材料的控制端子(68；68')；以及非导电材料的钝化层(58；58')，其在半导体本体(52)上、部分地在控制区域(57；57')的顶表面上以及在控制区域(57；57')的横向侧上延伸，钝化层(58；58')横向布置并且距控制端子(68；68')一定距离。

HEMT器件还可以包括在控制端子(68；68')和钝化层(58；58')之间延伸的非导电材料的间隔件区域(62；62')。

其中控制端子(68；68')可以包括在间隔件区域(62；62')之间延伸的狭窄部分(68A)和在间隔件区域上延伸的上部部分(68B)。

HEMT器件还可以包括在钝化层(58；58')上延伸的绝缘结构(66，69)，其中控制开口(67；67')在绝缘结构(66，69)中延伸并穿过钝化层层(58；58')并且至少部分地容纳控制端子(68；68')和间隔件区域(62；62')，控制开口具有横向侧，间隔件区域(62；62')在控制开口(67；67')的横向侧上延伸。

其中绝缘结构(66，69)可以包括在钝化层(58；58')上延伸的第一绝缘层(66)、以及在第一绝缘层(66)上延伸的第二绝缘层(69)，并且其中控制开口(67)可以延伸穿过第一绝缘层(66)和钝化层(58；58')并且容纳间隔件区域(62)以及至少部分地容纳控制端子(68)，第二绝缘层(69)在控制端子(68)上延伸。

其中绝缘结构(66，69)可以包括在钝化层(58；58')上延伸的第一绝缘层(66)和在第一绝缘层(66)上延伸的第二绝缘层(69)，并且其中控制开口(67')可以延伸穿过第一和第二绝缘层(66，69)以及钝化层(58；58')并且容纳间隔件区域(62')和控制端子(68)。

其中绝缘结构(66，69)和间隔件区域(62，62')可以是不同的、选择性可蚀刻的材料。

其中绝缘结构(66，69)可以是氧化硅，并且间隔件区域(62，62')可以是氮化硅。

其中控制区域(57')可以包括沟道调制区域(90)和覆盖沟道调制区域的层间区域(59)。

一种用于制造HEMT器件(50；100；200；300)的工艺，该工艺可以概括为包括：在具有半导体异质结构(54，56)的半导体本体(52)上，形成控制区域(57；57)，控制区域(57；57')包括半导体材料并且布置在半导体本体(52)上，控制区域(57；57')具有顶表面和横向侧；在半导体本体(52)上、部分地在控制区域(57；57')的顶表面上以及在控制区域(57；57')的横向侧上形成非导电材料的钝化层(58；58')；以及在控制区域(57；57')的顶表面上并与其接触，横向地且距钝化层(58；58')一定距离，形成导电材料的控制端子(68；68')。

工艺还可以包括，在形成控制端子(68；68')之前，形成在控制端子(68；68')和钝化层(58；58')之间延伸的非导电材料的间隔件区域(62；62')。

形成钝化层(58；58')和形成隔离件区域(62)可以包括：形成覆盖栅极区域(57；57')的顶表面的钝化层(58；58')的一部分；在钝化层(58；58')上形成绝缘层(66；69)；在绝缘层(66；69)中形成控制开口(67；67')，包括选择性地去除钝化层(58；58')的所述部分；以及在控制开口(67；67')的横向侧上形成间隔件区域(62；62')；并且形成控制端子(68；68')可以包括在控制开口(67；67')中、在间隔件区域(62；62')之间和在间隔件区域(62；62')上形成控制端子的一部分。

其中形成间隔件区域(62；62')可以包括：在绝缘层(66；69)上和控制开口(67；67')中形成牺牲层(81)；以及从绝缘层(66；69)和控制开口(67；67')中去除牺牲层(81)，控制开口的横向侧除外。

其中绝缘层是第一绝缘层(66)，工艺还可以包括：在形成控制端子(68)之后，形成第二绝缘层(69)；分别在控制区域(57；57')的第一侧和第二侧上形成穿过第一和第二绝缘层(66，69)和钝化层(58；58')的第一和第二电流传导开口(82，83)；以及形成至少部分地在第一电流传导开口(82)中延伸的第一电流传导端子(72)和至少部分地在第二电流传导开口(83)中延伸的第二电流传导端子(73)，第一和第二电流传导端子(72，73)与半导体本体(52)接触。

工艺还可以包括第一绝缘层(66)，其中绝缘层是第二绝缘层(69)，控制开口(67')延伸穿过第一和第二绝缘层(66，69)，工艺还包括：在形成第一绝缘层(66)之后，分别在控制区域(57；57')的第一侧和第二侧上形成穿过第一绝缘层(66)和钝化层(58；58')的第一和第二电流传导开口(82'，83')；以及形成至少部分地在第一电流传导开口(82')中延伸的第一电流传导端子(72')和至少部分地在第二电流传导开口(83')中延伸的第二电流传导端子(73')，第一和第二电流传导端子与半导体本体(52)接触。

上述各种实施例可以组合以提供另外的实施例。如果需要采用各种专利、申请和出版物的概念来提供另外的实施例，那么可以修改实施例的各方面。

根据上述详细描述，可以对实施例进行这些和其它改变。一般而言，在所附权利要求中，所使用的术语不应被解释为将权利要求限制于说明书和权利要求中公开的具体实施例，而应被解释为包括所有可能的实施例以及这些权利要求所赋予的等同形式的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims

1.一种HEMT器件，其特征在于，所述HEMT器件包括：

具有半导体异质结构的半导体本体；

控制区域，包括半导体材料，所述控制区域位于所述半导体本体上，所述控制区域具有顶表面和多个横向侧面；

导电材料的控制端子，所述控制端子在所述控制区域的顶表面上延伸并与所述控制区域的顶表面接触；

非导电材料的钝化层，所述钝化层在所述半导体本体上、部分地在所述控制区域的顶表面上以及在所述控制区域的所述多个横向侧面上延伸，所述钝化层横向布置并且距所述控制端子一定距离；以及

非导电材料的多个间隔件区域，所述多个间隔件区域在所述控制端子和所述钝化层之间延伸，所述钝化层不与所述多个间隔件区域重叠。

2.根据权利要求1所述的HEMT器件，其特征在于，所述多个间隔件区域的厚度大于所述钝化层。

3.根据权利要求2所述的HEMT器件，其特征在于，所述控制端子包括在所述多个间隔件区域之间延伸的狭窄部分以及在所述多个间隔件区域上延伸的上部部分。

4.根据权利要求2所述的HEMT器件，其特征在于，所述HEMT器件还包括在所述钝化层上延伸的绝缘结构，其中控制开口在所述绝缘结构中延伸并穿过所述钝化层并且至少部分地容纳所述控制端子和所述多个间隔件区域，所述控制开口具有横向侧面，所述多个间隔件区域在所述控制开口的所述多个横向侧面上延伸。

5.根据权利要求4所述的HEMT器件，其特征在于，所述绝缘结构包括：

在钝化层上延伸的第一绝缘层，以及

在所述第一绝缘层上延伸的第二绝缘层，以及

其中所述控制开口延伸穿过所述第一绝缘层和所述钝化层，并且容纳所述多个间隔件区域并且至少部分地容纳所述控制端子，所述第二绝缘层在所述控制端子上延伸。

6.根据权利要求4所述的HEMT器件，其特征在于，所述绝缘结构包括：

在钝化层上延伸的第一绝缘层，以及

在所述第一绝缘层上延伸的第二绝缘层，以及

其中所述控制开口延伸穿过所述第一绝缘层、所述第二绝缘层以及所述钝化层并容纳所述多个间隔件区域和所述控制端子。

7.根据权利要求6所述的HEMT器件，其特征在于，所述HEMT器件还包括场板，所述场板位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间。

8.根据权利要求7所述的HEMT器件，其特征在于，所述HEMT器件还包括第一电流传导端子和第二电流传导端子，所述第一电流传导端子和所述第二电流传导端子部分地位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间，所述第一电流传导端子和所述第二电流传导端子与所述半导体本体接触。

9.根据权利要求7所述的HEMT器件，其特征在于，所述HEMT器件还包括第一电流传导端子和第二电流传导端子，所述第一电流传导端子和第二电流传导端子部分地位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层上方，所述第一电流传导端子和所述第二电流传导端子与所述半导体本体接触，所述第一电流传导端子部分地位于所述控制端子和所述场板上方。

10.根据权利要求6所述的HEMT器件，其特征在于，所述绝缘结构和所述多个间隔件区域是不同的、选择性可蚀刻的材料。

11.根据权利要求10所述的HEMT器件，其特征在于，所述绝缘结构是氧化硅，并且所述多个间隔件区域是氮化硅。

12.根据权利要求11所述的HEMT器件，其特征在于，所述控制区域包括沟道调制区域和覆盖所述沟道调制区域的层间区域。

13.一种半导体器件，其特征在于，包括：

半导体异质结构；

位于所述异质结构上的控制区域，所述控制区域具有第一表面和多个侧面；

位于所述控制区域的所述第一表面上并与其接触的端子；

钝化层，位于所述异质结构上、所述控制区域的所述第一表面上以及所述控制区域的所述多个侧面上，所述钝化层具有横向于所述第一表面的第二表面；以及

位于所述端子和所述钝化层之间的多个非导电间隔件区域，所述钝化层的所述第二表面与所述多个间隔件区域接触。

14.根据权利要求13所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括：

位于所述钝化层上的第一绝缘层；

位于所述第一绝缘层上的第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层在所述第二表面处与所述多个间隔件区域接触；以及

位于所述第一绝缘层和所述第二绝缘层之间的场板。