一种半导体器件及其制备方法与流程

本发明实施例涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件及其制备方法。

背景技术：

1、氮化镓(gan)半导体器件具有禁带宽度大、电子迁移率高、击穿场强高、耐高温等显著优点，与第一代半导体硅和第二代半导体砷化镓相比，更适合制作高温、高压、高频和大功率的电子器件，具有广阔的应用前景。

2、目前在半导体器件的制备工艺中，通常采用的方法是在外延结构均制作完成后，通过背面刻蚀衬底和外延结构制备通孔，然后通过背金连接正面电极结构。

3、但是在目前的背面通孔的刻蚀流程中，，由于gan刻蚀气体cl基对正面电极结构有强烈的刻蚀作用，会形成难以水解的刻蚀产物滞留在通孔底部，增大背金与正面电极结构之间的接触电阻，或者导致二者之间无法形成通路，影响器件的频率和功率特性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种半导体器件及其制备方法，以解决现有技术中在半导体器件制备连接通孔时对电极结构造成影响的问题。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种半导体器件的制备方法，包括：

3、提供衬底并在所述衬底一侧制备半导体层；

4、在所述半导体层中制备第一开口，所述第一开口贯穿所述半导体层；

5、在所述第一开口内制备刻蚀阻挡层；

6、在所述刻蚀阻挡层以及所述半导体层远离所述衬底的一侧制备电极结构；

7、在所述衬底中制备连接通孔并去除所述刻蚀阻挡层，所述连接通孔在所述半导体层所在平面上的垂直投影与所述第一开口至少部分交叠；

8、在所述连接通孔和所述第一开口内制备连接结构，所述连接结构与所述电极结构电连接。

9、可选的，在所述衬底中制备连接通孔，包括：

10、在所述衬底远离所述半导体层的一侧制备掩模板，所述掩模板的材料与所述刻蚀阻挡层的材料相同；

11、通过所述掩模板刻蚀所述衬底以在所述衬底中制备连接通孔；

12、去除所述刻蚀阻挡层，包括：

13、同时去除所述刻蚀阻挡层和所述掩模板。

14、可选的，所述刻蚀阻挡层的材料与所述衬底材料相同；

15、在所述衬底中制备连接通孔并去除所述刻蚀阻挡层，包括：

16、在刻蚀所述衬底制备所述连接通孔时刻蚀所述刻蚀阻挡层。

17、可选的，在所述第一开口内制备刻蚀阻挡层，包括：

18、在所述第一开口内以及所述半导体层远离所述衬底的一侧制备所述绝缘层；

19、在所述第一开口内的所述绝缘层中制备第二开口；

20、在所述第二开口内制备所述刻蚀阻挡层。

21、可选的，在所述半导体层中制备第一开口，包括：

22、采用离子注入工艺，在所述半导体层中进行离子注入形成离子注入区，所述离子注入区围绕第一开口区，所述离子注入区绝缘隔离所述第一开口区以及所述半导体层中的其他区域；

23、在所述第一开口区中制备所述刻蚀阻挡层。

24、可选的，所述半导体器件包括有源区以及围绕所述有源区的无源区；

25、在所述刻蚀阻挡层以及所述半导体层远离所述衬底的一侧制备电极结构，包括：

26、在所述有源区内，且在所述刻蚀阻挡层以及所述半导体层远离所述衬底的一侧制备源级；

27、或者，在所述刻蚀阻挡层以及所述半导体层远离所述衬底的一侧制备电极结构，包括：

28、在所述无源区内，且在在所述刻蚀阻挡层以及所述半导体层远离所述衬底的一侧制备漏极键合盘。

29、可选的，在所述衬底中制备连接通孔，包括：

30、从所述衬底远离所述半导体层的一侧减薄所述衬底；

31、在减薄后的所述衬底中制备所述连接通孔。

32、第二方面，本发明实施例还提供了一种半导体器件，采用第一方面任一项所述的制备方法制备得到，所述半导体器件包括：

33、衬底、位于所述衬底一侧的半导体层以及位于所述半导体层远离所述衬底一侧的电极结构；

34、贯穿所述衬底的连接通孔以及贯穿所述半导体层的第一开口，所述连接通孔在所述半导体层所在平面上的垂直投影与所述第一开口至少部分交叠；

35、位于所述连接通孔与所述第一开口内的连接结构，所述连接结构与所述电极结构电连接。

36、可选的，所述第一开口的开口面积大于所述连接通孔的开孔面积；

37、所述半导体器件还包括位于所述第一开口内以及所述半导体层远离所述衬底一侧的绝缘层，所述绝缘层用于绝缘隔离所述电极结构与所述半导体层。

38、可选的，所述半导体器件还包括离子注入区，所述离子注入区围绕所述第一开口，所述离子注入区用于绝缘隔离所述连接结构以及所述半导体层。

39、可选的，所述半导体器件包括有源区以及围绕所述有源区的无源区；

40、所述电极结构包括位于所述有源区内的源级；或者，所述电极结构包括位于所述无源区内的漏极键合盘。

41、本发明实施例提供的半导体器件及其制备方法，通过在半导体层中制备第一开口，并在第一开口中制备刻蚀阻挡层，该刻蚀阻挡层可以避免在制备连接通孔时对电极结构造成影响，同时该刻蚀阻挡层可以在制备连接电极之前除去，不会影响连接结构和电极结构之间的电连接，保证半导体器件的频率、功率特性和半导体器件性能稳定。

技术特征：

1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底中制备连接通孔，包括：

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀阻挡层的材料与所述衬底材料相同；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第一开口内制备刻蚀阻挡层，包括：

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述半导体层中制备第一开口，包括：

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述半导体器件包括有源区以及围绕所述有源区的无源区；

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底中制备连接通孔，包括：

8.一种半导体器件，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制备得到，所述半导体器件包括：

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述第一开口的开口面积大于所述连接通孔的开孔面积；

10.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括离子注入区，所述离子注入区围绕所述第一开口，所述离子注入区用于绝缘隔离所述连接结构以及所述半导体层。

11.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括有源区以及围绕所述有源区的无源区；

技术总结
本发明实施例公开了一种半导体器件及其制备方法，该制备方法包括提供衬底并在衬底一侧制备半导体层；在半导体层中制备第一开口，第一开口贯穿半导体层；在第一开口内制备刻蚀阻挡层；在刻蚀阻挡层以及半导体层远离衬底的一侧制备电极结构；在衬底中制备连接通孔并去除刻蚀阻挡层，连接通孔在半导体层所在平面上的垂直投影与第一开口至少部分交叠；在连接通孔和第一开口内制备连接结构，连接结构与电极结构电连接。本发明实施例通过在半导体层中制备第一开口和刻蚀阻挡层，刻蚀阻挡层可以避免制备连接通孔时影响电极结构，保证半导体器件性能稳定。

技术研发人员：崔海波
受保护的技术使用者：苏州能讯高能半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15