一种半导体器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，特别地涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术：

1、半导体氮化镓（gan）具有禁带宽度大、临界击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高和化学稳定性好等诸多特点，因而越来越多的、用于满足各种功率需求的gan基功率器件应运而生。例如gan基hemt(high electron mobility transistors，高电子迁移率晶体管) 以更快的开关速度和更低的导通电阻与开关损耗的优势在微波大功率和高温应用方面的应用越来越普遍。然而，由于gan基功率器件在高速开关过程中对寄生参数非常敏感，高的开关速度常伴随更高的dv/di、di/dt，会导致系统更容易被寄生参数影响，增加器件的额外损耗甚至损坏器件。其中重要的一类寄生参数为寄生电容，例如gan基hemt内部存在三个主要寄生电容：栅源电容cgs、栅漏电容cgd、漏源电容cds，当这些寄生电容不匹配时会产生额外的开关损耗，因而现有技术中为了解决该问题，通常采用外加补偿电容的方法降低寄生电容对器件或系统性能的影响。然而采用额外补偿电容的解决方案增加了器件的封装工艺难度、成本和器件失效风险。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种半导体器件及其制备方法，用以调整器件内部的寄生电容。

2、为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提出了一种半导体器件，包括器件功能区、两个以上的电极结构、两个以上的电极焊盘和屏蔽层，其中，所述一个以上的电极结构分别形成在所述器件功能区内部；所述一个以上的电极焊盘分别形成在所述器件功能区表面，每个电极结构通过器件功能区中的互联结构与至少一个电极焊盘电连接形成一个电极；所述屏蔽层包括形成在不同电极之间的一个或多个屏蔽子层。

3、可选地，一个电极的电极焊盘位于另一个电极的电极结构上方，至少一个或多个屏蔽子层位于所述电极焊盘和所述电极结构之间的垂直交叠区域。

4、可选地，位于所述电极焊盘和所述电极结构之间垂直交叠区域的所述多个屏蔽子层位于同一平面或上下错开位于不同平面。

5、可选地，不同电极的电极结构之间的水平交叠区域包括一个或多个屏蔽子层；或者，不同电极的电极焊盘之间的水平交叠区域包括一个或多个屏蔽子层。

6、可选地，位于不同电极结构之间水平交叠区域的多个屏蔽子层位于同一垂直面或左右错开位于不同垂直面。

7、可选地，所述多个屏蔽子层中的一个或多个通过第一互联金属与一个或多个电极的电极结构和/或电极焊盘电连接，用以调节不同电极之间的寄生电容。

8、可选地，所述一个或多个屏蔽子层形成一个或多个屏蔽桥。

9、可选地，所述屏蔽桥为凸字形结构或凹字形结构。

10、可选地，凸字形结构的所述屏蔽桥包括水平间隔的两个第一屏蔽子层及位于两个第一屏蔽子层上方、覆盖所述水平间隔区域的第二屏蔽子层；或者，凸字形结构的所述屏蔽桥由覆盖在介质凸台阶的屏蔽子层构成。

11、可选地，凹字形结构的所述屏蔽桥包括介质槽及覆盖所述介质槽的屏蔽子层；或者凹字形结构的所述屏蔽桥为屏蔽子层上形成的凹槽。

12、可选地，器件功能区中的互联结构包括层间过孔，其中环绕所述层间过孔内表面周围的介质区域包裹有屏蔽子层。

13、可选地，不同电极的电极结构的层间过孔相互错开。

14、可选地，器件功能区中的互联结构包括第二互联金属，在一个电极的第二互联金属与另一电极的电极结构之间包括一个或多个屏蔽子层；和/或，在一电极的第二互联金属与另一电极的电极焊盘之间包括一个或多个屏蔽子层；和/或，在一个电极的第二互联金属与另一电极的第二互联金属之间包括一个或多个屏蔽子层。

15、可选地，所述器件功能区为gan功率器件功能区，所述电极为hemt栅极、hemt源极和hemt漏极。

16、可选地，所述器件功能区为mos晶体管功能区，所述的电极为mos栅极、mos源极和mos漏极。

17、可选地，所述器件功能区为二极管功能区，所述的电极为阳极和阴极。

18、为了解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提出了一种半导体器件的制备方法，其中包括以下步骤：

19、提供器件功能区；

20、在所述器件功能区中提供两个以上的电极结构；

21、在器件功能区表面提供两个以上的电极焊盘，每个电极结构通过互联结构与至少一个电极焊盘电连接形成一个电极；以及

22、在不同电极之间提供一个或多个屏蔽子层。

23、本发明通过在不同的电极之间增加屏蔽层能够调整不同电极之间的寄生电容，进而达到与其配合电路的寄生电容相匹配的目的，从而提高了器件或电路的性能。

技术特征：

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，一个电极的电极焊盘位于另一个电极的电极结构上方，一个或多个屏蔽子层位于所述电极焊盘和所述电极结构之间的垂直交叠区域。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，位于所述电极焊盘和所述电极结构之间垂直交叠区域的多个屏蔽子层位于同一平面或上下错开位于不同平面。

4.根据权利要求1或2或3所述的半导体器件，其特征在于，不同电极的电极结构之间的水平交叠区域包括一个或多个屏蔽子层；或者，不同电极的电极焊盘之间的水平交叠区域包括一个或多个屏蔽子层。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，位于不同电极的电极结构之间水平交叠区域的所述多个屏蔽子层位于同一垂直面或左右错开位于不同垂直面。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述多个屏蔽子层中的一个或多个通过第一互联金属与一个或多个电极的电极结构和/或电极焊盘电连接，用以调节不同电极之间的寄生电容。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述一个或多个屏蔽子层形成一个或多个屏蔽桥。

8.根据权利要求7所述的半导体器件，其特征在于，所述屏蔽桥为凸字形结构或凹字形结构。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，凸字形结构的所述屏蔽桥包括水平间隔的两个第一屏蔽子层及位于两个第一屏蔽子层上方、覆盖水平间隔区域的第二屏蔽子层；或者，凸字形结构的所述屏蔽桥由覆盖在介质凸台阶的屏蔽子层构成。

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，凹字形结构的所述屏蔽桥包括介质槽及覆盖所述介质槽的屏蔽子层；或者，凹字形结构的所述屏蔽桥为屏蔽子层上形成的凹槽。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，器件功能区中的互联结构包括层间过孔，其中环绕所述层间过孔内表面周围的介质区域包裹有屏蔽子层。

12.根据权利要求1或11所述的半导体器件，其特征在于，不同电极的电极结构的层间过孔相互错开。

13.根据权利要求11所述的半导体器件，其特征在于，器件功能区中的互联结构包括第二互联金属，在一个电极的第二互联金属与另一电极的电极结构之间包括一个或多个屏蔽子层；和/或，在一个电极的第二互联金属与另一电极的电极焊盘之间包括一个或多个屏蔽子层；和/或，在一个电极的第二互联金属与另一电极的第二互联金属之间包括一个或多个屏蔽子层。

14.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述器件功能区为gan功率器件功能区，所述电极为hemt栅极、hemt源极和hemt漏极。

15.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述器件功能区为mos晶体管功能区，所述电极为mos栅极、mos源极和mos漏极。

16.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述器件功能区为二极管功能区，所述电极为阳极和阴极。

17.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及一种半导体器件及其制备方法，属于半导体技术领域，用于解决半导体器件内部寄生电容的问题，所述半导体器件包括：器件功能区、两个以上的电极结构、两个以上的电极焊盘和屏蔽层，其中，所述两个以上的电极结构分别形成在所述器件功能区内部；所述两个以上的电极焊盘分别置于所述器件功能区表面，每个电极结构通过器件功能区中的互联结构与至少一个电极焊盘电连接形成一个电极；所述屏蔽层包括形成在不同电极之间的一个或多个屏蔽子层。本发明提供的半导体器件能够调整器件内部的寄生电容，达到与其配合电路的寄生电容相匹配的目的。

技术研发人员：刘杉,韦玥,刘庆波,黎子兰
受保护的技术使用者：广东致能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13