一種半導(dǎo)體器件及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種半導(dǎo)體器件及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料氮化鎵和碳化硅由于具有禁帶寬度大、電子飽和漂移速度高、擊穿場強(qiáng)高、導(dǎo)熱性能好等特點(diǎn)，在高頻、高溫、大功率等領(lǐng)域顯示出極大的潛力，尤其是氮化鎵高電子迀移率器件更以其優(yōu)越的性能和巨大的發(fā)展?jié)摿Χ鴤涫苋澜绫姸嘌芯空叩年P(guān)注。
[0003]但是由于寬禁帶化合物半導(dǎo)體器件的功率密度非常高，因此其熱密度也很高，導(dǎo)致器件在工作過程產(chǎn)生的熱量非常大，如果這些熱量不能及時(shí)散發(fā)出去，就會(huì)造成器件內(nèi)部溫度升高，影響器件的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)限制了器件輸出功率的進(jìn)一步提升。
[0004]為了提高器件的輸出功率，一種方法是將器件尺寸增大，即通過拉大整個(gè)半導(dǎo)體器件的寬度來增加散熱面積，改善散熱，但是這樣會(huì)使整個(gè)半導(dǎo)體器件很寬，使得半導(dǎo)體器件寬長比會(huì)很大，從而造成后續(xù)工藝難度增大(如切割和封裝等)、成品率下降、性能降低(柵電阻增大或射頻信號(hào)相位不同步)等，并且這種半導(dǎo)體器件中心區(qū)域的熱量還是不能及時(shí)散發(fā)出來，中心溫度仍然較高，邊緣溫度較低，溫度分布仍然不均勻。
[0005]另一種方法是使用導(dǎo)熱率更高的襯底材料，比如將碳化硅襯底磨掉，采用CVD (Chemical Vapor Deposit1n，化學(xué)氣相沉積)、派射或鍵合等方法在外延層背面形成金剛石膜或類鉆碳，但是增加了工藝復(fù)雜度和成本。
[0006]還有一種方法是改善封裝散熱，如優(yōu)化封裝工藝，使用散熱效果更好的管殼結(jié)構(gòu)等，但是沒有解決根本問題，不能將器件內(nèi)部的溫度有效均勻及時(shí)地通過管殼散發(fā)出去，器件內(nèi)部還是溫度分布不均勻，中心最高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，以減少半導(dǎo)體器件的自熱、均勻器件內(nèi)部的溫度分布及有效散發(fā)器件產(chǎn)生的熱量。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0009]—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件，包括:
[0010]襯底；
[0011]位于所述襯底上的半導(dǎo)體層，所述半導(dǎo)體層中包括有源區(qū)和與所述有源區(qū)相鄰的無源區(qū)；
[0012]位于所述半導(dǎo)體層上的源極、漏極、以及位于所述源極和所述漏極之間的柵極；
[0013]所述柵極、源極和漏極中至少有一種電極分成至少兩段，其中一段位于所述有源區(qū)上，其中一段位于所述無源區(qū)上。
[0014]進(jìn)一步地，所述柵極包括有源區(qū)上的第一柵極和無源區(qū)上的第二柵極，所述源極包括所述有源區(qū)上的第一源極，所述漏極包括所述有源區(qū)上的第一漏極。
[0015]進(jìn)一步地，所述源極還包括所述無源區(qū)上的第二源極；或者/和，
[0016]所述漏極還包括所述無源區(qū)上的第二漏極。
[0017]進(jìn)一步地，所述有源區(qū)包括至少一個(gè)封閉區(qū)域，每個(gè)封閉區(qū)域上包括至少一個(gè)器件基本單元，所述器件基本單元包括一段第一柵極、一段第一源極和一段第一漏極。
[0018]進(jìn)一步地，一個(gè)封閉區(qū)域的面積大于或等于一個(gè)器件基本單元的面積。
[0019]進(jìn)一步地，單段第一柵極的厚度小于單段第二柵極的厚度。
[0020]進(jìn)一步地，單段第一柵極的長度小于或等于單段第二柵極的長度。
[0021]進(jìn)一步地，兩端的單段第一柵極的寬度大于中間的單段第一柵極的寬度。
[0022]進(jìn)一步地，單段第二柵極的寬度大于或等于其下方的所述無源區(qū)的寬度。
[0023]進(jìn)一步地，單段第一源極的長度小于單段第二源極的長度。
[0024]進(jìn)一步地，單段第一漏極的長度小于單段第二漏極的長度。
[0025]進(jìn)一步地，所述柵極的寬度小于或等于通過所述半導(dǎo)體器件的信號(hào)的波長的1/3。
[0026]進(jìn)一步地，所述柵極的俯視圖形狀為條形、弧形、圓形或三者任意組合。
[0027]進(jìn)一步地，所述第一柵極的垂直截面形狀為T型、Γ型、方形、梯形、弧形或其組入口 ο
[0028]進(jìn)一步地，所述半導(dǎo)體層包括位于所述襯底上的緩沖層和位于所述緩沖層上的溝道層。
[0029]進(jìn)一步地，所述溝道層的材料包括碳化硅。
[0030]進(jìn)一步地，所述溝道層上還包括勢皇層，所述溝道層和所述勢皇層形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，異質(zhì)結(jié)界面處形成有二維電子氣溝道，所述源極和所述漏極分別與所述二維電子氣溝道電接觸。
[0031]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種半導(dǎo)體器件的制備方法，包括:
[0032]在襯底上形成半導(dǎo)體層；
[0033]在所述半導(dǎo)體層上形成無源區(qū)；
[0034]在所述半導(dǎo)體層上形成源極、漏極以及位于源極和漏極之間的柵極，且所述柵極、源極和漏極中至少有一種電極分成至少兩段，其中一段位于所述有源區(qū)上，其中一段位于所述無源區(qū)上。
[0035]進(jìn)一步地，所述無源區(qū)通過離子注入、刻蝕或二者組合形成。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種半導(dǎo)體器件及其制備方法，在半導(dǎo)體層中形成無源區(qū)，破壞了部分柵極、源極或/和漏極下面區(qū)域的導(dǎo)電溝道，使溝道產(chǎn)生的熱量減少，即減少了半導(dǎo)體器件的自熱，而柵極、源極和漏極的面積不變，相對(duì)而言，增大了器件的散熱面積，使熱量能夠有效地散發(fā)出去。
【附圖說明】
[0037]下面將通過參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例，使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員更清楚本發(fā)明的上述及其他特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0038]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中半導(dǎo)體器件俯視圖的示意圖；
[0039]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一提供的半導(dǎo)體器件俯視圖的示意圖；
[0040]圖3是本發(fā)明實(shí)施例一提供的圖2中Α1-Α2位置的截面示意圖；
[0041]圖4是本發(fā)明實(shí)施例一提供的圖2中B1-B2位置的截面示意圖；
[0042]圖5是本發(fā)明實(shí)施例一提供的半導(dǎo)體器件俯視圖的示意圖；
[0043]圖6是本發(fā)明實(shí)施例一提供的圖2中C1-C2位置的截面示意圖；
[0044]圖7是本發(fā)明實(shí)施例一提供的圖2中B1-B2位置的截面示意圖；
[0045]圖8是本發(fā)明實(shí)施例一提供的圖2中B1-B2位置的截面示意圖
[0046]圖9a_圖9c是本發(fā)明實(shí)施例一提供的半導(dǎo)體器件的制備方法各步驟對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的A1-A2方向的截面圖；
[0047]圖10是本發(fā)明實(shí)施例二提供的有源區(qū)上單段電極長度小于無源區(qū)上單段電極長度的半導(dǎo)體器件俯視圖的示意圖；
[0048]圖11為本發(fā)明實(shí)施例二提供的有源區(qū)上電極間距小于無源區(qū)上電極間距的半導(dǎo)體器件俯視圖的示意圖；
[0049]圖12為本發(fā)明實(shí)施例二提供的無源區(qū)上電極的俯視圖為弧形和條形的組合的半導(dǎo)體器件俯視圖的示意圖；
[0050]圖13為本發(fā)明實(shí)施例二提供的半導(dǎo)體器件俯視圖的示意圖；
[0051]圖14為本發(fā)明實(shí)施例二提供的半導(dǎo)體器件俯視圖的示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面結(jié)合附圖并通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部結(jié)構(gòu)。
[0053]實(shí)施例一
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