CN114420657B - 半导体器件和半导体器件的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体器件和半导体器件的制备方法，涉及半导体技术领域，该半导体器件包括衬底、半导体层、源极金属、漏极金属和栅极金属，将源极金属、漏极金属和栅极金属间隔分布在电极分布区内，且栅极金属设置在源极金属和漏极金属之间的沟道区域，同时沟道区域的中部设置有第一隔离区，第一隔离区对应的半导体层为具有绝缘特性的第一绝缘层，从而使得第一隔离区内形成了第一无源散热区。在器件运行时，由于设置有第一隔离区，第一隔离区内为绝缘特性，故第一隔离区内不会因为电流经过而产生热量累计，并且第一隔离区位于沟道区域的中部，能够降低器件中心区域的热累计，降低整个器件的热量集中度，改善器件的热分布。

Description

半导体器件和半导体器件的制备方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体器件和半导体器件的制备方法。

背景技术

功率器件工作过程中产生的热量，产生、集聚在栅极下方及其附近的沟道区域内。整个器件的热分布不均匀，有源区（即电极分布区）中心区域是沟道距离有源区边界最远的区域，此处因散热最困难而导致温度最高，是温度效应导致器件性能下降、可靠性失效的最脆弱部位。现有技术中针对器件的散热，通常是通过对整个有源区进行散热来提升散热效果的，然而，这无法改善器件的热分布，器件的散热均匀性较差，对于高频器件来说，同样容易出现温度效应导致器件性能下降的问题。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种半导体器件和半导体器件的制备方法，其能够降低器件中心区域热累计，改善器件的热分布，使得器件散热更加均匀，从而改善了器件性能。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种半导体器件，包括：

衬底；

设置在所述衬底上的半导体层；

以及，设置在所述半导体层上的源极金属、漏极金属和栅极金属；

其中，所述半导体层上具有电极分布区，所述源极金属、所述漏极金属和所述栅极金属间隔分布在所述电极分布区内，且所述源极金属和所述漏极金属之间形成有沟道区域，所述栅极金属设置在所述沟道区域，所述沟道区域的中部设置有第一隔离区，所述第一隔离区对应的所述半导体层为具有绝缘特性的第一绝缘层，以使所述第一隔离区内形成第一无源散热区。

在可选的实施方式中，所述沟道区域为多个，多个所述沟道区域间隔排列设置，且位于中间位置的所述沟道区域内设置有所述第一隔离区，以使所述第一隔离区靠近所述电极分布区的中心区域。

在可选的实施方式中，至少部分所述沟道区域内还设置有第二隔离区，所述第二隔离区与所述第一隔离区间隔设置，且多个所述第二隔离区围设在所述第一隔离区四周，所述第二隔离区对应的所述半导体层为第二绝缘层，以使所述第二隔离区内形成第二无源散热区。

在可选的实施方式中，所述第一隔离区内对应的所述半导体层上还设置有导电焊盘，所述导电焊盘与所述栅极金属连接，并与所述源极金属和所述漏极金属电气隔离。

在可选的实施方式中，所述衬底上还设置有栅极连接孔，所述栅极连接孔与所述第一隔离区的中部相对应，并贯穿所述衬底和所述第一绝缘层，以贯通至所述导电焊盘，所述栅极连接孔内还设置有栅极导电层，所述栅极导电层延伸至所述衬底远离所述半导体层的一侧表面，且相邻的两个所述导电焊盘通过所述栅极导电层电学连接，以使相邻沟道区域内的两个所述栅极金属电学连接。

在可选的实施方式中，所述半导体层上还设置有栅极焊盘，所述栅极焊盘设置在所述电极分布区的一侧，并与所述电极分布区间隔设置，所述栅极焊盘与所述栅极导电层电学连接。

在可选的实施方式中，所述导电焊盘上设置有栅极连接块，所述栅极连接块跨接于所述漏极金属或所述源极金属，并与相邻的所述导电焊盘连接，相邻的所述导电焊盘通过所述栅极连接块电学连接，且所述栅极连接块与所述源极金属和所述漏极金属电气隔离。

在可选的实施方式中，所述第一隔离区贯穿位于相邻沟道区域的两个所述栅极金属之间的所述漏极金属，以使所述导电焊盘横置于所述漏极金属的中部，并将所述漏极金属分隔成第一漏极分段和第二漏极分段，且所述导电焊盘同时与所述第一漏极分段和所述第二漏极分段电气隔离，所述半导体层上还设置有漏极焊盘，所述漏极焊盘分布在所述电极分布区的两侧，并同时与所述第一漏极分段和所述第二漏极分段电学连接。

在可选的实施方式中，所述半导体层上还设置有间隔分布的源极焊盘和漏极互连金属条，所述源极焊盘和所述漏极互连金属条均位于所述电极分布区的至少一端，且所述源极焊盘与所述源极金属连接，所述漏极互连金属条同时与位于所述电极分布区两侧的所述漏极焊盘连接，以使位于所述电极分布区两侧的所述漏极焊盘连接为一体。

在可选的实施方式中，所述半导体层上还设置有漏极焊盘和源极焊盘，所述漏极焊盘和所述源极焊盘分别位于所述电极分布区的两侧，且所述漏极焊盘同时与多个所述漏极金属连接，所述源极焊盘同时与多个所述源极金属连接，且所述栅极金属同时与所述源极焊盘和所述漏极焊盘电气隔离。

在可选的实施方式中，部分所述源极金属对应区域的衬底上设置有源极连接孔，所述源极连接孔贯穿所述衬底和所述半导体层，以贯通至所述源极金属，所述源极连接孔内还设置有源极导电层，所述源极导电层延伸至所述衬底远离所述半导体层的一侧表面。

第二方面，本发明提供一种半导体器件的制备方法，用于制备如前述实施方式任一项所述的半导体器件，所述制备方法包括：

提供一衬底；

在所述衬底上沉积形成半导体层；

在所述半导体层上的预设位置形成电极分布区和第一隔离区；

在所述半导体层上设置源极金属、漏极金属和栅极金属；

其中，所述源极金属、所述漏极金属和所述栅极金属间隔分布在所述电极分布区内，且所述源极金属和所述漏极金属之间形成有沟道区域，所述栅极金属设置在所述沟道区域，所述第一隔离区位于所述沟道区域的中部，所述第一隔离区对应的所述半导体层为具有绝缘特性的第一绝缘层，以使所述第一隔离区内形成第一无源散热区。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明实施例提供了一种半导体器件及其制备方法，将源极金属、漏极金属和栅极金属间隔分布在电极分布区内，且栅极金属设置在源极金属和漏极金属之间的沟道区域，同时沟道区域的中部设置有第一隔离区，第一隔离区对应的半导体层为具有绝缘特性的第一绝缘层，从而使得第一隔离区内形成了第一无源散热区。在器件运行时，由于设置有第一隔离区，第一隔离区内为绝缘特性，故第一隔离区内不会因为电流经过而产生热量累计，并且第一隔离区位于沟道区域的中部，能够降低器件中心区域的热累计，降低整个器件的热量集中度，改善器件的热分布。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的半导体器件的结构示意图；

图2为图1中A-A’处的剖面示意图；

图3为本发明第二实施例提供的半导体器件的结构示意图；

图4为本发明第三实施例提供的半导体器件的结构示意图；

图5为图4中B-B’处的剖面示意图；

图6为图4中C-C’处的剖面示意图；

图7为本发明第四实施例提供的半导体器件的结构示意图；

图8为图7中D-D’处的剖面示意图；

图9为本发明第五实施例提供的半导体器件的结构示意图；

图10为图9中E-E’处的剖面示意图；

图11为本发明第六实施例提供的半导体器件的结构示意图；

图12为图11中F-F’处的剖面示意图；

图13为本发明第七实施例提供的半导体器件的结构示意图；

图14为本发明第八实施例提供的半导体器件的结构示意图。

图标：100-半导体器件；110-衬底；120-半导体层；121-电极分布区；122-第一隔离区；123-第一绝缘层；124-介质层；125-第二隔离区；130-源极金属；140-漏极金属；141-第一漏极分段；142-第二漏极分段；150-栅极金属；151-导电焊盘；152-栅极连接孔；153-栅极导电层；154-栅极连接块；160-源极焊盘；170-漏极焊盘；171-漏极互连金属条；180-栅极焊盘；181-焊盘连接孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

正如背景技术中所公开的，现有技术中针对器件的散热。其通过是针对整个有源区进行散热，例如在有源区铺设散热材料，其并不能改善器件的热分布，导致器件中心区域的热集中现象无法解决，对于高频器件来说，同样容易出现温度效应而导致性能下降的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种半导体器件及其制备方法，需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

请参考图1和图2，本实施例提供了一种半导体器件100，其能够降低器件中心区域的热累计，降低整个器件的热量集中度，改善器件的热分布。

本实施例提供的半导体器件100，包括衬底110、半导体层120、源极金属130、漏极金属140和栅极金属150，半导体层120设置在衬底110上，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150设置在半导体层120上，其中，半导体层120上具有电极分布区121，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150间隔分布在电极分布区121内，且源极金属130和漏极金属140之间形成有沟道区域，栅极金属150设置在沟道区域，沟道区域的中部设置有第一隔离区122，第一隔离区122对应的半导体层120为具有绝缘特性的第一绝缘层123，以使第一隔离区122内形成第一无源散热区。

在本实施例中，第一隔离区122可以通过离子注入或台面刻蚀工艺形成，即在形成半导体层120后，通过离子注入工艺或台面刻蚀工艺使得第一绝缘区绝缘化，从而形成了第一绝缘层123，在器件运行时，由于设置有第一隔离区122，第一隔离区122内为绝缘特性，故第一隔离区122内不会因为电流经过而产生热量累计，并且第一隔离区122位于沟道区域的中部，能够降低器件中心区域的热累计，降低整个器件的热量集中度，改善器件的热分布。

需要说明的是，本实施例中电极分布区121指的是器件正面的有源区，源极金属130、栅极金属150和漏极金属140依次间隔设置在电极分布区121内，电极分布区121外缘则为无源区，在器件运行时，热量主要集中在电极分布区121内。

在本实施例中，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150均为多个，且沟道区域为多个，多个沟道区域间隔排列设置，且位于中间位置的沟道区域内设置有第一隔离区122，以使第一隔离区122靠近电极分布区121的中心区域。例如，沟道区域可以是4个，为了进一步改善中心区域的热集中现象，本实施例中可以在位于中间位置的两个沟道区域内设置有第一隔离区122，在边缘的沟道区域内则未设置。当然，在其他较佳的实施例中，也可以在每个沟道区域内均设置有第一隔离区122，并形成有第一无源散热区。

值得注意的是，此处半导体层120上还设置有介质层124，介质层124至少分布于沟道区域内，且介质层124覆盖在栅极金属150上，能够起到保护作用。

在本实施例中，半导体层120上还设置有源极焊盘160、漏极焊盘170和栅极焊盘180，所述栅极焊盘180和所述漏极焊盘170分别设置在电极分布区121的两侧，且栅极焊盘180同时与多个栅极金属150连接，漏极焊盘170同时与多个漏极金属140连接。源极焊盘160设置在电极分布区121的两端，并分别与两端的源极金属130连接，并且源极金属130之间可以通过背孔工艺实现电学连接。需要说明的是，此处器件正面的源极金属130、漏极金属140、栅极金属150以及对应的焊盘结构与常规工艺一致，在此不再赘述。

本实施例还提供了一种半导体器件的制备方法，其用于制备前述的半导体器件100，该制备方法包括以下步骤：

S1：在衬底110上沉积形成半导体层120。

具体而言，首先提供一衬底110，该衬底110可以是SiC、Si、蓝宝石等材料，在衬底110上通过MOCVD实现外延材料生长，从而形成半导体层120，其中半导体层120的构成与常规器件一致，在此不详细介绍。

S2：在半导体层120上的预设位置形成电极分布区121和第一隔离区122。

具体地，在形成半导体层120后，需要制作隔离区域，从而形成电极分布区121。并且，在制作隔离区域时，还可以在半导体层120的预设位置形成第一隔离区122。其中，电极分布区121内具有用于布置源极金属130的源欧姆区和用于布置漏极金属140的漏欧姆区，在源欧姆区和漏欧姆区之间即形成了沟道区域，第一隔离区122位于沟道区域的中部。

在实际分区时，可以利用离子注入工艺或台面刻蚀工艺形成第一隔离区122，并使得第一隔离区122对应的半导体层120形成具有绝缘特性的第一绝缘层123。

S3：在半导体层120上设置源极金属130、漏极金属140和栅极金属150。

具体地，可以在电极分布区121内间隔设置源极金属130、漏极金属140和栅极金属150，其中栅极金属150设置在源极金属130和漏极金属140之间的沟道区域，并跨接于第一隔离区122。

在本实施例中，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150间隔分布在电极分布区121内，且源极金属130和漏极金属140之间形成有沟道区域，栅极金属150设置在沟道区域，第一隔离区122位于沟道区域的中部，第一隔离区122对应的半导体层120为具有绝缘特性的第一绝缘层123，以使第一隔离区122内形成第一无源散热区。

综上所述，本实施例提供了一种半导体器件100及其制备方法，将源极金属130、漏极金属140和栅极金属150间隔分布在电极分布区121内，且栅极金属150设置在源极金属130和漏极金属140之间的沟道区域，同时沟道区域的中部设置有第一隔离区122，第一隔离区122对应的半导体层120为具有绝缘特性的第一绝缘层123，从而使得第一隔离区122内形成了第一无源散热区。在器件运行时，由于设置有第一隔离区122，第一隔离区122内为绝缘特性，故第一隔离区122内不会因为电流经过而产生热量累计，并且第一隔离区122位于沟道区域的中部，能够降低器件中心区域的热累计，降低整个器件的热量集中度，改善器件的热分布。

第二实施例

参见图3，本实施例提供了一种半导体器件100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，半导体器件100包括衬底110、半导体层120、源极金属130、漏极金属140和栅极金属150，半导体层120设置在衬底110上，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150设置在半导体层120上，其中，半导体层120上具有电极分布区121，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150间隔分布在电极分布区121内，且源极金属130和漏极金属140之间形成有沟道区域，栅极金属150设置在沟道区域，沟道区域的中部设置有第一隔离区122，第一隔离区122对应的半导体层120为具有绝缘特性的第一绝缘层123，以使第一隔离区122内形成第一无源散热区。

源极金属130、漏极金属140和栅极金属150均为多个，且沟道区域为多个，多个沟道区域间隔排列设置，且位于中间位置的沟道区域内设置有第一隔离区122，以使第一隔离区122靠近电极分布区121的中心区域。同时至少部分沟道区域内还设置有第二隔离区125，第二隔离区125与第一隔离区122间隔设置，且多个第二隔离区125围设在第一隔离区122四周，第二隔离区125对应的半导体层120为第二绝缘层，以使第二隔离区125内形成第二无源散热区。例如，沟道区域可以是4个，4个沟道区域内均设置有第二隔离区125，位于中间位置的沟道区域内设置有两个第二隔离区125，两个第二隔离区125分别位于第一隔离区122的两侧，并与第一隔离区122间隔设置。位于边缘位置的沟道区域内设置有一个第二隔离区125，第二隔离区125也可以设置在沟道区域的中部。

需要说明的是，第二隔离区125的形成方式与第一隔离区122相同，在此不再赘述。

在本实施例中，第二隔离区125的宽度可以小于第一隔离区122的宽度，且第二隔离区125可以围设在第一隔离区122的周围，当然，此处对于第二隔离区125的数量和分布方式仅仅是举例说明，此处也可以根据有源区热分布特点和散热需求，对第一隔离区122、第二隔离区125的分布位置和分布数量做调整，以进一步提高热分布优化效果。

本实施例提供的半导体器件100，通过在沟道区域增设第二隔离区125，并针对有源区热分布特点和散热需求，设定第一隔离区122、第二隔离区125的分布位置和分布数量，从而能够进一步提高热分布的改善效果。

第三实施例

结合参见图4至图6，本实施例提供了一种半导体器件100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

在本实施例中，半导体器件100包括衬底110、半导体层120、源极金属130、漏极金属140和栅极金属150，半导体层120设置在衬底110上，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150设置在半导体层120上，其中，半导体层120上具有电极分布区121，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150间隔分布在电极分布区121内，且源极金属130和漏极金属140之间形成有沟道区域，栅极金属150设置在沟道区域，沟道区域的中部设置有第一隔离区122，第一隔离区122对应的半导体层120为具有绝缘特性的第一绝缘层123，以使第一隔离区122内形成第一无源散热区。

在本实施例中，第一隔离区122内对应的半导体层120上还设置有导电焊盘151，导电焊盘151与栅极金属150连接，并与源极金属130和漏极金属140电气隔离。具体地，可以在第一隔离区122内的介质层124上开槽，且开口延伸至第一绝缘层123远离衬底110的表面，使得栅极金属150的侧壁暴露，同时向下露出第一绝缘层123的表面，然后在开口内形成导电焊盘151，导电焊盘151采用金属焊盘，其与栅极金属150电接触。

在本实施例中，衬底110上还设置有栅极连接孔152，栅极连接孔152与第一隔离区122的中部相对应，并贯穿衬底110和第一绝缘层123，以贯通至导电焊盘151，栅极连接孔152内还设置有栅极导电层153，栅极导电层153延伸至衬底110远离半导体层120的一侧表面，且相邻的两个导电焊盘151之间通过栅极导电层153电学连接，以使栅极金属150之间电学连接。具体地，栅极连接孔152可以采用常规的背孔工艺形成，栅极导电层153能够将导电焊盘151之间电学连接，以使多个栅极金属150电学连接，此处通过在栅极长度中心设置导电焊盘151和栅极连接孔152来实现了栅极金属150的互连，除了能够改善器件热分布，还能够改善栅极电压压差和高频信号延迟，提高器件高频性能。另外，取消栅极焊盘，能够减小器件面积，提高单片晶圆的芯片产出率。

需要说明的是，此处栅极连接孔152与导电焊盘151的中心区域相对应，并且为了保证开孔尺寸，此处导电焊盘151的宽度也可以大于沟道区域的宽度。同时，为了避免导电焊盘151与源极金属130或漏极金属140相接触，源极金属130或漏极金属140上还设置有相应的缺口间隙，使得导电焊盘151实现与源极金属130和漏极金属140之间的电气隔离。

在本实施例中，与第一实施例相比，还可以省去栅极焊盘180的设置，具体地，可以利用导电焊盘151或栅极导电层153实现栅极外接，并且栅极金属150可以通过栅极导电层153电学连接，故此处可以不设置栅极焊盘180，从而能够压缩器件正面的面积，有利于产品的微型化，提高单片晶圆的芯片产出率。

本实施例提供的一种半导体器件100，其通过增加导电焊盘151和栅极连接孔152，能够改善栅极电压压差、高频信号延迟，从而提高器件高频性能。同时省去了栅极焊盘180，能够压缩器件的正面面积，有利于产品的微型化。

第四实施例

参见图7和图8，本实施例提供了一种半导体器件100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例或第三实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及之处，可参考第一实施例或第三实施例中相应内容。

在本实施例中，半导体器件100包括衬底110、半导体层120、源极金属130、漏极金属140和栅极金属150，半导体层120设置在衬底110上，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150设置在半导体层120上，其中，半导体层120上具有电极分布区121，源极金属130、漏极金属140和栅极金属150间隔分布在电极分布区121内，且源极金属130和漏极金属140之间形成有沟道区域，栅极金属150设置在沟道区域，沟道区域的中部设置有第一隔离区122，第一隔离区122对应的半导体层120为具有绝缘特性的第一绝缘层123，以使第一隔离区122内形成第一无源散热区。第一隔离区122内对应的半导体层120上还设置有导电焊盘151，导电焊盘151与栅极金属150连接，并与源极金属130和漏极金属140电气隔离。衬底110上还设置有栅极连接孔152，栅极连接孔152与第一隔离区122的中部相对应，并贯穿衬底110和第一绝缘层123，以贯通至导电焊盘151，栅极连接孔152内还设置有栅极导电层153，栅极导电层153延伸至衬底110远离半导体层120的一侧表面，且导电焊盘151之间通过栅极导电层153电学连接，以使栅极金属150之间电学连接。

在本实施例中，半导体层120上还设置有栅极焊盘180，栅极焊盘180设置在电极分布区121的一侧，并与电极分布区121间隔设置，栅极焊盘180与栅极导电层153电学连接。具体地，与第一实施例相同，半导体层120设置有栅极焊盘180、源极焊盘160和漏极焊盘170，且三者按照常规布局设置，所不同的是，在器件正面，栅极焊盘180与栅极间隔设置。

在本实施例中，与栅极焊盘180对应的衬底110上设置有焊盘连接孔181，该焊盘连接孔181贯穿衬底110和半导体层120，并延伸至栅极焊盘180，栅极导电层153延伸至焊盘连接孔181内，并与栅极焊盘180电接触，从而实现了栅极焊盘180与栅极金属150之间的电连接，这样不会改变原有的栅极外接方式。

第五实施例

参见图9和图10，本实施例提供了一种半导体器件100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第三实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及之处，可参考第三实施例中相应内容。

在本实施例中，导电焊盘151上设置有栅极连接块154，栅极连接块154跨接于漏极金属140或源极金属130，并与相邻的导电焊盘151连接，相邻的导电焊盘151通过栅极连接块154电学连接，且栅极连接块154与源极金属130和漏极金属140电气隔离。具体地，栅极连接块154采用与导电焊盘151同样的金属材料，具体可以呈弧形，并跨接在漏极金属140上，从而使得位于漏极金属140两侧的相邻沟道区域内的导电焊盘151实现电学连接，进而实现了相邻的金属栅极之间的电学连接。当然，在其他较佳的实施例中，此处栅极连接块154也可以跨接于源极金属130，其同样能够实现源极金属130两侧的导电焊盘151之间的电学连接。

值得注意的是，本实施例中沟道区域为4个，每个沟道区域的中部均设置有导电焊盘151，位于漏极两侧的导电焊盘151能够通过对应的栅极连接块154实现电学连接，器件正面未实现电学连接的导电焊盘151之间，通过如第三实施例中涉及的背孔工艺实现电连接。通过栅极连接块154实现电学连接的两个导电焊盘中，选中其中一个导电焊盘151设置栅极连接孔152。

本实施例提供的半导体器件100，通过在漏极金属140两侧的导电焊盘151上设置栅极连接块154，使得位于漏极金属140两侧的导电焊盘151能够通过栅极连接块154实现电学连接，可以减少栅极连接孔152的使用数量，简化工艺，并且减少开孔带来的负面影响。

第六实施例

结合参见图11和图12，本实施例提供了一种半导体器件100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第三实施例或第五实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及之处，可参考第一实施例或第五实施例中相应内容。

在本实施例中，第一隔离区122贯穿位于相邻两个栅极金属150之间的漏极金属140，以使导电焊盘151横置于漏极金属140的中部，并将漏极金属140分隔成第一漏极分段141和第二漏极分段142，且导电焊盘151同时与第一漏极分段141和第二漏极分段142电气隔离，半导体层120上还设置有漏极焊盘170，漏极焊盘170分布在电极分布区121的两侧，并同时与第一漏极分段141和第二漏极分段142连接。具体地，第一漏极分段141和第二漏极分段142间隔设置，导电焊盘151设置在第一漏极分段141和第二漏极分段142之间，并且导电焊盘151与第一漏极分段141和第二漏极分段142之间均存在一定的间隙，以保证导电焊盘151与漏极金属140之间电气隔离。并且，第一漏极分段141和第二漏极分段142通过设置在电极分布区121外的漏极焊盘170实现电学连接，保证了漏极外接。

在本实施例中，半导体层120上还设置有间隔分布的源极焊盘160和漏极互连金属条171，源极焊盘160和漏极互连金属条171均位于电极分布区121的至少一端，且源极焊盘160与源极金属130连接，漏极互连金属条171同时与位于电极分布区121两侧的漏极焊盘170连接，以使位于电极分布区121两侧的漏极焊盘170连接为一体。具体地，漏极焊盘170为两个，两个漏极焊盘170分别设置在电极分布区121的两侧，源极焊盘160为两个，两个源极焊盘160分设在电极分布区121的两端，漏极互连金属条171也为两个，并且分布设置在两个源极焊盘160的外侧，且每个漏极互连金属条171均与两个漏极焊盘170连接，从而使得两侧的漏极焊盘170电学连接，进而使得第一漏极分段141和第二漏极分段142电学连接。

本实施例提供的半导体器件100，通过将第一隔离区122内的导电焊盘151贯穿相邻两个栅极金属150之间的漏极金属140，同时优化了漏极金属140互连方式，相较于第三实施例，本实施例能够减少栅极连接孔152的数量，从而简化工艺并避免开孔带来的负面影响，相较于第五实施例，本实施例能够避免栅极连接块154带来的寄生电容。

第七实施例

参见图13，本实施例提供了一种半导体器件100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第三实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及之处，可参考第三实施例中相应内容。

在本实施例中，半导体层120上还设置有漏极焊盘170和源极焊盘160，漏极焊盘170和源极焊盘160分别位于电极分布区121的两侧，且漏极焊盘170同时与多个漏极金属140连接，源极焊盘160同时与多个源极金属130连接，且栅极金属150同时与源极焊盘160和漏极焊盘170相间隔。

在本实施例中，栅极金属150通过导电焊盘151实现外接，源极焊盘160和漏极焊盘170分别设置在电极分布区121的两侧，并且源极焊盘160能够起到源极互连金属的作用，将多个源极金属130电学连接为一体，从而实现了多个源极金属130的外接，而避免了使用背孔工艺来实现源极金属130的互连。

需要说明的是，本实施例中源极金属130对应位置的衬底110上并未开孔，避免了使用背孔工艺，故相较于第三实施例，本实施例中由于并没有打孔需求，对源极金属130的宽度要求更低，源极金属130可以做的更窄，从而能够压缩器件在源极金属130宽度方向上的尺寸，有利于产品的小型化。

本实施例提供的半导体器件100，通过源极焊盘160实现多个源极金属130之间的互连，并取消了源极金属130背面的背孔，从而使得源极金属130更窄，压缩了器件的尺寸，有利于产品的小型化。

第八实施例

参见图14，本实施例提供了一种半导体器件100，其基本结构和原理及产生的技术效果和第三实施例或第七实施例相同，为简要描述，本实施例中未提及之处，可参考第三实施例或第七实施例中相应内容。

在本实施例中，半导体层120上还设置有漏极焊盘170和源极焊盘160，漏极焊盘170和源极焊盘160分别位于电极分布区121的两侧，且漏极焊盘170同时与多个漏极金属140连接，源极焊盘160同时与多个源极金属130连接，且栅极金属150同时与源极焊盘160和漏极焊盘170相间隔。部分源极金属130对应区域的衬底110上设置有源极连接孔，源极连接孔贯穿衬底110和半导体层120，以贯通至源极金属130，源极连接孔内还设置有源极导电层，源极导电层延伸至衬底110远离半导体层120的一侧表面。

在本实施例中，源极金属130为三个，漏极金属140为两个，两个漏极金属140穿插在三个源极金属130之间，源极焊盘160和漏极焊盘170分设在电极分布区121的两侧，其基本布局与第三实施例相同，所不同的是，本实施例中位于中间的源极金属130的宽度大于位于边缘的源极金属130的宽度，且位于中间的源极金属130对应区域的衬底110上设置有源极连接孔，并可以通过源极导电层实现接地或外接。同时，位于边缘的源极金属130对应区域的衬底110上均未开设源极连接孔。

需要说明的是，本实施例中的源极焊盘160能够起到源极互连金属的作用，将多个源极金属130电连接为一体，使得多个源极金属130之间实现电学连接。当源极焊盘160起到外接作用时，其可以较宽，以保证焊接效果；当源极导电层实现外接时，源极焊盘160可以较窄，其仅仅起到源极互连的作用。

本实施例提供的半导体器件100，其部分源极金属130对应区域的衬底110上设置有源极连接孔，并相较于第三实施例取消了部分源极连接孔，减少了器件在垂直于栅极金属150长度方向的尺寸，优化器件的长宽比例，有利于产品的小型化。此外，相较于第七实施例，本实施例可以通过源极导电层实现外接，从而避免了从正面向外连接导致源极电感增大的问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

衬底；

设置在所述衬底上的半导体层；

以及，设置在所述半导体层上的源极金属、漏极金属和栅极金属；

其中，所述半导体层上具有电极分布区，所述源极金属、所述漏极金属和所述栅极金属间隔分布在所述电极分布区内，且所述源极金属和所述漏极金属之间形成有沟道区域，所述栅极金属设置在所述沟道区域，所述沟道区域的中部设置有第一隔离区，所述第一隔离区对应的所述半导体层为具有绝缘特性的第一绝缘层，以使所述第一隔离区内形成第一无源散热区。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述沟道区域为多个，多个所述沟道区域间隔排列设置，且位于中间位置的所述沟道区域内设置有所述第一隔离区，以使所述第一隔离区靠近所述电极分布区的中心区域。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，至少部分所述沟道区域内还设置有第二隔离区，所述第二隔离区与所述第一隔离区间隔设置，且多个所述第二隔离区围设在所述第一隔离区四周，所述第二隔离区对应的所述半导体层为具有绝缘特性的第二绝缘层，以使所述第二隔离区内形成第二无源散热区。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一隔离区内对应的所述半导体层上还设置有导电焊盘，所述导电焊盘与所述栅极金属连接，并与所述源极金属和所述漏极金属电气隔离。

5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底上还设置有栅极连接孔，所述栅极连接孔与所述第一隔离区的中部相对应，并贯穿所述衬底和所述第一绝缘层，以贯通至所述导电焊盘，所述栅极连接孔内还设置有栅极导电层，所述栅极导电层延伸至所述衬底远离所述半导体层的一侧表面，且相邻的两个所述导电焊盘通过所述栅极导电层电学连接，以使相邻沟道区域内的两个所述栅极金属电学连接。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体层上还设置有栅极焊盘，所述栅极焊盘设置在所述电极分布区的一侧，并与所述电极分布区间隔设置，所述栅极焊盘与所述栅极导电层电学连接。

7.根据权利要求4或5所述的半导体器件，其特征在于，所述导电焊盘上设置有栅极连接块，所述栅极连接块跨接于所述漏极金属或所述源极金属，并与相邻的所述导电焊盘连接，相邻的所述导电焊盘通过所述栅极连接块电学连接，且所述栅极连接块与所述源极金属和所述漏极金属电气隔离。

8.根据权利要求4或5所述的半导体器件，其特征在于，所述第一隔离区贯穿位于相邻沟道区域的两个所述栅极金属之间的所述漏极金属，以使所述导电焊盘横置于所述漏极金属的中部，并将所述漏极金属分隔成第一漏极分段和第二漏极分段，且所述导电焊盘同时与所述第一漏极分段和所述第二漏极分段电气隔离，所述半导体层上还设置有漏极焊盘，所述漏极焊盘分布在所述电极分布区的两侧，并同时与所述第一漏极分段和所述第二漏极分段电学连接。

9.根据权利要求8所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体层上还设置有间隔分布的源极焊盘和漏极互连金属条，所述源极焊盘和所述漏极互连金属条均位于所述电极分布区的至少一端，且所述源极焊盘与所述源极金属连接，所述漏极互连金属条同时与位于所述电极分布区两侧的所述漏极焊盘连接，以使位于所述电极分布区两侧的所述漏极焊盘连接为一体。

10.根据权利要求4或5所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体层上还设置有漏极焊盘和源极焊盘，所述漏极焊盘和所述源极焊盘分别位于所述电极分布区的两侧，且所述漏极焊盘同时与多个所述漏极金属连接，所述源极焊盘同时与多个所述源极金属连接，且所述栅极金属同时与所述源极焊盘和所述漏极焊盘电气隔离。

11.根据权利要求10所述的半导体器件，其特征在于，部分所述源极金属对应区域的衬底上设置有源极连接孔，所述源极连接孔贯穿所述衬底和所述半导体层，以贯通至所述源极金属，所述源极连接孔内还设置有源极导电层，所述源极导电层延伸至所述衬底远离所述半导体层的一侧表面。

12.一种半导体器件的制备方法，用于制备如权利要求1-11任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述制备方法包括：

在衬底上沉积形成半导体层；

在所述半导体层上的预设位置形成电极分布区和第一隔离区；

在所述半导体层上设置源极金属、漏极金属和栅极金属；

其中，所述源极金属、所述漏极金属和所述栅极金属间隔分布在所述电极分布区内，且所述源极金属和所述漏极金属之间形成有沟道区域，所述栅极金属设置在所述沟道区域，所述第一隔离区位于所述沟道区域的中部，所述第一隔离区对应的所述半导体层为具有绝缘特性的第一绝缘层，以使所述第一隔离区内形成第一无源散热区。

Images