一种在半导体功能区侧面制作电极的方法与流程

本发明涉及半导体，特别地涉及一种在半导体功能区侧面制作电极的方法。

背景技术：

1、晶圆，或称为晶圆片，是指用于半导体器件、半导体集成电路制作的晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆片通常包括衬底层和外延层。衬底的材料可以为硅（si）、砷化镓（gaas）或磷化镓（gap）等，衬底可以直接进入制造环节生产半导体器件，也可以通过外延（epitaxy）工艺在其上生长外延层。外延是指在单晶衬底上生长一层新单晶的过程，外延层的材料可以与衬底为同一材料，也可以是不同材料。例如，当衬底材料为硅时，外延层的材料可以为氧化铝（al2o3）；当衬底材料为砷化镓（gaas）时，外延层的材料可以为硅（si）；当衬底材料为砷化铝镓（gaalas）时，外延层的材料可以为砷化镓（gaas）；当衬底材料为氮化镓（gan）时，外延层的材料可以为碳化硅（sic）等等。通过在衬底增加外延层使得半导体器件的设计有了更多选择。

2、目前在晶圆片上进行半导体器件的加工时，用于实现芯片功能的区域（以下简称半导体功能区）普遍在晶圆表面，因此对于需要水平方向电流的芯片，普遍将电极制作在晶圆片的正面。如图1所示，图1是现有技术中的一个三电极半导体器件结构示意图。其中，现有衬底90上方为水平外延层91，水平外延层91区域为半导体功能区，该区域可产生二维载流子气，如二维电子气（two-dimensional electron gas，简称2deg）或二维空穴气（two-dimensional hole gas，简称2dhg）。在水平外延层91上制作有第一水平电极92、第二水平电极93和第三水平电极94，第一水平电极92和第三水平电极94与半导体功能区内的二维载流子气电连接。第二水平电极93与水平外延层91之间包括现有介质层95，在导通时，电流方向在半导体功能区中处于水平方面。对于需要垂直方向电流的芯片，在加工制作过程中，将电极分别置于半导体功能区正面和半导体功能区背面，即晶圆的正面和背面，或者说电极置于芯片的正面和背面，如图2所示，图2是现有技术中的一个两电极半导体器件结构示意图。其中，顶部电极96加工在外延层上方，底部电极97加工在衬底下方。通过图1所示的电极在晶圆片上的布置结构可见，具有该电极布置结构的器件占有较大的晶圆面积，不利于器件的小型化。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种在半导体功能区侧面制作电极的方法，用以减小占用的晶圆面积。

2、本发明提供了一种在半导体功能区侧面制作电极的方法，包括以下步骤：

3、至少在半导体功能区曝露的部分侧面提供第一介质层，其中半导体功能区曝露的侧面包括第一区域以及所述第一区域上方的第二区域，所述第一区域为电极接触区域，所述第一介质层被配置在所述第一区域的下方；

4、提供第一电极层，其中所述第一电极层覆盖所述第一区域和所述第二区域，并且所述第一电极层的厚度与所述第一区域的高度相同；

5、提供光刻胶，其至少部分覆盖与所述第一区域对应的所述第一介质层上方的所述第一电极层；

6、移除部分第一电极层，保留与所述第一区域对应的所述第一介质层上方的部分第一电极层作为第一电极；以及

7、移除所述光刻胶。

8、本发明提供了一种在半导体功能区侧面制作电极的方法，使得在晶圆上制作半导体器件时，能够充分利用垂直的半导体功能区，不仅减小了占用的晶圆面积，有效提高了晶圆的利用率，而且也进一步促进了半导体器件的小型化发展。

技术特征：

1.一种在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，提供第一电极层的步骤包括：以蒸发、溅射或cvd法在整个半导体功能区提供金属层作为所述第一电极层。

3.根据权利要求1所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，提供光刻胶的步骤包括：在整个半导体功能区提供光刻胶，其中所述第一介质层上方的光刻胶的厚度大于半导体功能区顶面上方光刻胶的厚度。

4.根据权利要求3所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，提供光刻胶的步骤进一步包括：移除所述半导体功能区顶面上方光刻胶，保留所述第一介质层上方光刻胶。

5.根据权利要求4所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，移除部分第一电极层的步骤包括：移除半导体功能区顶面上方的部分第一电极层。

6.根据权利要求1所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，所述第一电极具有一个或多个阶梯。

7.根据权利要求1所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，在移除所述光刻胶的步骤之后进一步包括：

8.根据权利要求7所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，在移除所述光刻胶的步骤之后进一步包括：

9.根据权利要求8所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，在所述第一孔洞中提供导电材料以电引出所述第一电极的步骤之后进一步包括：提供第三介质层，其至少覆盖所述第二电极。

10.根据权利要求9所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，进一步包括：

11.根据权利要求7所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，所述第二电极具有一个或多个阶梯。

12.根据权利要求1所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，当半导体功能区曝露的侧面为半导体功能区的全部侧面时，所述第一区域为环绕全部侧面的区域，所述第一电极环绕半导体功能区全部侧面与所述第一区域接触。

13.根据权利要求1所述在半导体功能区侧面制作电极的方法，其特征在于，半导体功能区曝露的侧面位于沟槽内。

技术总结
本发明公开了一种在半导体功能区侧面制作电极的方法，属于半导体技术领域，用于解决器件占有晶圆面积大、晶圆利用率低的问题。所述方法包括：至少在半导体功能区曝露的部分侧面提供第一介质层，其中半导体功能区曝露的侧面包括第一区域以及第二区域，所述第一介质层被配置在所述第一区域的下方；提供第一电极层，其中所述第一电极层的厚度与所述第一区域的高度相同；提供光刻胶，其至少覆盖第一介质层上方的第一电极层；移除部分第一电极层，保留与所述第一区域对应的所述第一介质层上方的部分第一电极层作为第一电极；以及移除所述光刻胶。按照本发明所述方法制作器件电极，能够有效提高器件的晶圆利用率。

技术研发人员：陈勘,吕优,刘庆波,黎子兰
受保护的技术使用者：徐州致能半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12