CN115566061B - 一种电子装置、电路及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露提供了一种电子装置及其制造方法。一种电子装置包含衬底、第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第一导电结构、第二导电结构、第一端口、及第二端口。第一氮化物半导体层其在衬底上。第二氮化物半导体层在第一氮化物半导体层上，并且第二氮化物半导体层的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。第一导电结构在第二氮化物半导体层上。第一端口在第二氮化物半导体层上，并且第二导电结构位于第一端口及第一导电结构之间。第二端口在第二氮化物半导体层上，并且第一端口位于第二端口及第二导电结构之间。

Description

一种电子装置、电路及其制造方法
技术领域
本公开涉及一种电子装置、电路及其制造方法，并且更具体地涉及一种包含氮化物半导体层的电子装置、电路及其制造方法。
背景技术
包含直接能隙半导体的组件，例如包含III-V族材料或III-V族化合物(类别：III-V族化合物)的半导体组件可以在各种条件下或各种环境中(例如，在不同的电压和频率下)操作或工作。
半导体组件可以包含异质结双极性晶体管(HBT，heterojunction bipolartransistor)、异质结场效应晶体管(HFET，heterojunction field effect transistor)、高电子迁移率晶体管(HEMT，high-electron-mobility transistor)、调制掺杂场效应晶体管(MODFET，modulation-doped FET)等。
发明内容
根据本公开的一些实施例，一种电子装置包含衬底、第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第一导电结构、第二导电结构、第一端口、及第二端口。第一氮化物半导体层其在衬底上。第二氮化物半导体层在第一氮化物半导体层上，并且第二氮化物半导体层的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。第一导电结构在第二氮化物半导体层上。第一端口在第二氮化物半导体层上。第二导电结构位于第一端口及第一导电结构之间。第二端口在第二氮化物半导体层上，并且第一端口位于第二端口及第二导电结构之间。
根据本公开的一些实施例，一种用于制造电子装置的方法包含提供放大器；提供第一电子组件；提供第二电子组件，其第一电极电连接一第一端口及第一电子组件的第一电极；提供第三电子组件，其中第二电子组件经由放大器电连接第三电子组件；及提供第四电子组件，其第一电极电连接第一电子组件的第二电极。流经第三电子组件的电流与流经第四电子组件的电流具有一第一比例。第一电子组件、第二电子组件及第四电子组件包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。
根据本公开的一些实施例，一种电子装置包含第一电子组件、第二电子组件、第三电子组件、及第四电子组件。第二电子组件的第一电极电连接一第一端口及第一电子组件的第一电极。第二电子组件经由一放大器电连接第三电子组件。第四电子组件的第一电极电连接第一电子组件的第二电极。流经第三电子组件的电流与流经第四电子组件的电流具有一第一比例。第一电子组件、第二电子组件及第四电子组件包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。
本揭露提供一种电子装置，其包含具有氮化物半导体层的电子组件，可取代传统的Silicon采样电阻。本揭露的电子装置的阻抗主要可由二维电子气所构成，使每个电子组件具有近似或相同的温度系数，因此能够有效降低电子装置于操作时所造成的误差与偏移，提升电子装置的运作效能与可靠度。
附图说明
当与附图一起阅读以下详细描述时，可以根据以下详细描述容易地理解本公开的各方面。经审慎考虑的是，各种特征可能未按比例绘制。实际上，为了讨论的清楚起见，可以任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1是根据本公开的一些实施例的电路的示意图。
图2是根据本公开的另一些实施例的电路的示意图。
图3A是根据本公开的一些实施例的电路的局部的示意图。
图3B是根据本公开的另一些实施例的电路的局部的示意图。
图3C是根据本公开的另一些实施例的电路的局部的示意图。
图3D是根据本公开的另一些实施例的电路的局部的示意图。
图4是根据本公开的一些实施例的电子装置的俯视图。
图5A是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的俯视图。
图5B是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的截面图。
图6A是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的俯视图。
图6B是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的截面图。
图7A是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的俯视图。
图7B是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的截面图。
图8A是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的俯视图。
图8B是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的截面图。
图9A是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的俯视图。
图9B是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的截面图。
贯穿附图和具体实施方式，使用共同的附图标记来指示相同或类似的组件。根据以下结合附图进行的详细描述，本公开将更加明显。
具体实施方式
以下公开提供了用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。以下描述了组件和布置的具体实例。当然，这些仅是实例并且不旨在是限制性的。在本公开中，对在第二特征之上或上方形成或设置第一特征的引用可以包含将第一特征和第二特征被形成或设置为直接接触的实施例，并且还可以包含可以在第一特征与第二特征之间形成或设置另外的特征使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。另外，本公开可以在各个实例中重复附图标记和/或字母。这种重复是为了简单和清晰的目的并且并非用于限定所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
下文详细讨论了本公开的实施例。然而，应当理解的是，本公开提供了许多可以在各种各样的特定环境下具体化的适用概念。所讨论的具体实施例仅是说明性的，而不限制本公开的范围。
图1是根据本公开的一些实施例的电路1的示意图。电路1可包含一电流镜电路。如图1所示，电路1可包含但不限于电子组件101、电子组件102、电子组件103、放大器110、电子组件121、电子组件122、及电子组件123。电子组件101至123中的一者或多者可包含一功率管。电子组件101至123中的一者或多者可包含一开关管。电子组件101至123中的一者或多者可包含一晶体管。电子组件101至123中的一者或多者可包含一氮化物半导体层。放大器110可包含一功率放大器。放大器110可包含一运算放大器。
电子组件121及122的漏极可电性连接电压源Vd1。电子组件121可串联连接电子组件123。电子组件123可电性连接放大器110的输出端。电子组件102可电性连接放大器110的非反相输入端。电子组件103可电性连接放大器110的反相输入端。电子组件101可电性连接于两个电子组件102及103之间。电流Ic1可流经电子组件122。电流Id1可流经电子组件101。
在一些实施例中，电流Ic1与电流Id1之间可具有一比例关系。在一些实施例中，电路1的电流Ic1与电流Id1满足下列公式：
其中Ron是电子组件101的导通电阻，Rsns是电子组件103的导通电阻，M是电子组件121和电子组件122之间的比例参数，Errordyn是不同的电子组件之间的动态电阻误差所造成的导通电阻的偏移量。
图2是根据本公开的另一些实施例的电路2的示意图。电路2可包含一电流镜电路。如图2所示，电路2可包含电路2A、电子组件231及电子组件232。电路2A可包含但不限于电阻201、电阻202、电阻203、放大器210、电子组件221、电子组件222、电子组件223及电容224。
电子组件221至232中的一者或多者可包含一功率管。电子组件221至232中的一者或多者可包含一开关管。电子组件221至232中的一者或多者可包含一晶体管。电子组件221至232中的一者或多者可包含一氮化物半导体层。电子组件221至232中的一者或多者可包括GaN HEMT、SiC JFET、SiC MOSFET或Silicon MOSFET，本揭露并不加以限制。放大器210可包含一功率放大器。放大器210可包含一运算放大器，本揭露并不加以限制。
电子组件231及电子组件232的漏极可电性连接端点D。电子组件231及电子组件232的漏极可电性连接一电压源。电子组件231及电子组件232的漏极可电性连接一信号源以控制电子组件231及电子组件232的开启与关闭。电子组件232的源极可电性连接端点S。在一实施例中，电子组件231及电子组件232之间可具有比例参数K。流经电子组件232的电流为Id2。流经电子组件231的电流以及流经电子组件232的电流可为1：K，其中K为大于1的正整数。
电阻203可电性连接放大器210的非反相输入端。电阻202可电性连接放大器210的反相输入端。电阻201可电性连接于电阻202及电阻203之间。放大器210的输出端可电性连接电容224及电子组件223的栅极。电子组件223的源极可电性连接电阻202及放大器210的非反相输入端。电子组件223的漏极可电性连接电子组件222的源极。电子组件222的栅极可电性连接电子组件221的栅极。电子组件221的漏极及电子组件222的漏极可电性连接电压源Vd2。电流Ic2可流经电子组件221。
在一些实施例中，电路2A可包含Silicon IC。电子组件221、222及223可包括NMOS晶体管。电子组件221、222及223可包括PMOS晶体管。电阻201、202及203可包括金属电阻。电阻201、202及203可包括聚合物(polymer)电阻。在一些实施例中，电子组件231及232可包括一氮化物半导体层。电子组件231及232可包括GaN HEMT、SiC JFET、或SiC MOSFET，本揭露并不加以限制。
在一些实施例中，电流Ic2与电流Id2之间可具有一比例关系。在一些实施例中，电路2的电流Ic2与电流Id2满足下列公式：
其中R2是电阻202的电阻值，Rsns是电阻201的电阻值，M是电子组件221和电子组件222之间的比例参数，K是电子组件231和电子组件232之间的比例参数。
在一些实施例中，电子组件231与电子组件232操作在同样的开关状态下。电子组件231的动态电阻与电子组件232的动态电阻的变化是一致的，因此能够消除动态电阻所造成的误差与偏移。
在一些实施例中，电阻201、202及203的温度系数可小于1.5。电阻201、202及203在高温(例如但不限于150℃)时的电阻值，与在常温(例如但不限于25℃)时的电阻值，两者的倍率可小于1.5。在一些实施例中，电子组件231及232的温度系数可大于2。电子组件231及232在高温(例如但不限于150℃)时的电阻值，与在常温(例如但不限于25℃)时的电阻值，两者的倍率可大于2。由于电阻201、202及203以及电子组件231及232的温度系数不同，当电路2操作于不同温度时，可能会产生较大的误差与偏移。
图3A是根据本公开的一些实施例的电路3A的局部的示意图。图3A的电路3A可对应或类似于图2的电路2。图3A的电子组件331可对应或类似于图2的电子组件231。图3A的电子组件332可对应或类似于图2的电子组件232。图3A的电子组件341可对应或类似于图2的电阻203。图3A的电子组件342可对应或类似于图2的电阻202。图3A的电子组件343可对应或类似于图2的电阻201。
电子组件331及电子组件332的栅极可电性连接节点G。电子组件331及电子组件332的漏极可电性连接节点D。电子组件331的源极可电性连接端口391。电子组件332的源极可电性连接端口392和节点S。在一些实施例中，电子组件341的漏极可电性连接节点A。电子组件341的源极可电性连接端口391。电子组件341的栅极可电性连接端点G、电子组件342的栅极和电子组件343的栅极。要注意的是，本揭露所述的每个电子组件的漏极和源极是可互换的。在一些实施例中，电子组件的漏极可替换或等效为源极，电子组件的源极可替换或等效为漏极，本揭露并不加以限制。
电子组件342的漏极可电性连接节点B。电子组件342的栅极可电性连接电子组件341的栅极和电子组件343的栅极。电子组件342的源极可电性连接节点S及端口392。电子组件343的源极可电性连接端口392。电子组件343的栅极可电性连接端点G、电子组件341的栅极和电子组件342的栅极。电子组件343的漏极可电性连接端口391。上述端口391、端口392、节点A、节点B、节点D以及节点S可用以电性连接信号源、电压源、电流源或接地端。电路3A可包含一电流镜电路。流经电路3A中的不同晶体管的电流可具有一比例关系。
在一些实施例中，电子组件331与电子组件332操作在相同的开关状态下。电子组件331的动态电阻与电子组件332的动态电阻的变化是一致的，能够减少动态电阻所造成的误差与偏移。在一些实施例中，电子组件331、332、341、342、343可包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层可在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙可大于所述第一氮化物半导体层的带隙。电子组件331与332的温度系数可近似或相同于电子组件341、342及343的温度系数，因此能够有效降低电路3A于操作时所造成的误差与偏移，提升电路3A的运作效能与可靠度。
图3B是根据本公开的另一些实施例的电路3B的局部的示意图。图3B的电路3B可对应或类似于图2的电路2。图3B的电子组件331可对应或类似于图2的电子组件231。图3B的电子组件332可对应或类似于图2的电子组件232。图3B的电子组件351可对应或类似于图2的电阻203。图3B的电子组件352可对应或类似于图2的电阻202。图3B的电子组件353可对应或类似于图2的电阻201。
电子组件331及电子组件332的栅极可电性连接节点G。电子组件331及电子组件332的漏极可电性连接节点D。电子组件331的源极可电性连接端口391。电子组件332的源极可电性连接端口392和节点S。在一些实施例中，电子组件351的源极可电性连接节点A。电子组件351的漏极可电性连接端口391。电子组件351的栅极可电性连接电子组件352的栅极和电子组件353的栅极。
电子组件352的源极可电性连接节点B。电子组件352的栅极可电性连接端点G、电子组件351的栅极和电子组件353的栅极。电子组件352的漏极可电性连接节点S及端口392。电子组件353的源极可电性连接端口392。电子组件353的栅极可电性连接端点G、电子组件351的栅极和电子组件352的栅极。电子组件353的漏极可电性连接端口391。上述端口391、端口392、节点A、节点B、节点D以及节点S可用以电性连接信号源、电压源、电流源或接地端。电路3B可包含一电流镜电路。流经电路3B中的不同晶体管的电流可具有一比例关系。
在一些实施例中，电子组件331与电子组件332操作在相同的开关状态下。电子组件331的动态电阻与电子组件332的动态电阻的变化是一致的，能够减少动态电阻所造成的误差与偏移。在一些实施例中，电子组件331、332、351、352、353可包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层可在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙可大于所述第一氮化物半导体层的带隙。电子组件331与332的温度系数可近似或相同于电子组件351、352及353的温度系数，因此能够有效降低电路3B于操作时所造成的误差与偏移，提升电路3B的运作效能与可靠度。
图3C是根据本公开的另一些实施例的电路3C的局部的示意图。图3C的电路3C可对应或类似于图2的电路2。图3C的电子组件331可对应或类似于图2的电子组件231。图3C的电子组件332可对应或类似于图2的电子组件232。图3C的电子组件361可对应或类似于图2的电阻203。图3C的电子组件362可对应或类似于图2的电阻202。图3C的电子组件363可对应或类似于图2的电阻201。
电子组件331及电子组件332的栅极可电性连接节点G。电子组件331及电子组件332的漏极可电性连接节点D。电子组件331的源极可电性连接端口391。电子组件332的源极可电性连接端口392和节点S。在一些实施例中，电子组件361的漏极可电性连接节点A。电子组件361的源极可电性连接端口391。电子组件361的栅极可电性连接节点G1。
电子组件362的漏极可电性连接节点B。电子组件362的栅极可电性连接节点G2。电子组件362的源极可电性连接节点S及端口392。电子组件363的漏极可电性连接端口391。电子组件363的栅极可电性连接节点G3。电子组件363的源极可电性连接节点S及端口392。上述端口391、端口392、节点A、节点B、节点G、节点G1、节点G2、节点G3、节点D以及节点S可用以电性连接信号源、电压源、电流源或接地端。电路3C可包含一电流镜电路。流经电路3C中的不同晶体管的电流可具有一比例关系。
在一些实施例中，电子组件331与电子组件332操作在相同的开关状态下。电子组件331的动态电阻与电子组件332的动态电阻的变化是一致的，能够减少动态电阻所造成的误差与偏移。在一些实施例中，电子组件331、332、361、362、363可包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层可在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙可大于所述第一氮化物半导体层的带隙。电子组件331与332的温度系数可近似或相同于电子组件361、362及363的温度系数，因此能够有效降低电路3C于操作时所造成的误差与偏移，提升电路3C的运作效能与可靠度。
图3D是根据本公开的另一些实施例的电路的局部的示意图。图3D的电路3D可对应或类似于图2的电路2。图3D的电子组件331可对应或类似于图2的电子组件231。图3D的电子组件332可对应或类似于图2的电子组件232。图3D的电子组件371可对应或类似于图2的电阻203。图3D的电子组件372可对应或类似于图2的电阻202。图3D的电子组件373可对应或类似于图2的电阻201。
电子组件331及电子组件332的栅极可电性连接节点G。电子组件331及电子组件332的漏极可电性连接节点D。电子组件331的源极可电性连接端口391。电子组件332的源极可电性连接端口392和节点S。在一些实施例中，电子组件371的漏极可电性连接节点A。电子组件371的源极可电性连接端口391。电子组件371的栅极可电性连接电压源374、电子组件372的栅极和电子组件373的栅极。
电子组件372的漏极可电性连接节点B。电子组件372的栅极可电性连接电压源374、电子组件371的栅极和电子组件373的栅极。电子组件372的源极可电性连接电压源374、节点S及端口392。电子组件373的漏极可电性连接端口391。电子组件373的源极可电性连接电压源374、节点S及端口392。上述端口391、端口392、节点A、节点B、节点D以及节点S可用以电性连接信号源、电压源、电流源或接地端。电路3D可包含一电流镜电路。流经电路3D中的不同晶体管的电流可具有一比例关系。
在一些实施例中，电子组件331与电子组件332操作在相同的开关状态下。电子组件331的动态电阻与电子组件332的动态电阻的变化是一致的，能够减少动态电阻所造成的误差与偏移。在一些实施例中，电子组件331、332、371、372、373可包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层可在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙可大于所述第一氮化物半导体层的带隙。电子组件331与332的温度系数可近似或相同于电子组件371、372及373的温度系数，因此能够有效降低电路3D于操作时所造成的误差与偏移，提升电路3D的运作效能与可靠度。
图4是根据本公开的一些实施例的电子装置4的俯视图。图4的电子装置4可对应或类似于图2的电路2、图3A的电路3A、图3B的电路3B、图3C的电路3C及图3D的电路3D之一者或多者，本揭露并不加以限制。
如图4所示，电子装置4可包括电子组件431、电子组件441、电子组件442、及电子组件443。举例而言，电子组件431可对应或类似于图3A的电子组件331。电子组件441可对应或类似于图3A的电子组件341。电子组件442可对应或类似于图3A的电子组件342。电子组件443可对应或类似于图3A的电子组件343。此外，导电结构481可配置于复数个电子组件431、441、443之间。导电结构482可配置于两个电子组件443及442之间。
电子组件431可包括导电结构431d、导电结构431g及端口461。电子组件431的端口461可邻近导电结构481。电子组件443可包括导电结构443g、端口461及端口462。电子组件443的端口461及端口462可分别邻近导电结构481及导电结构482。电子组件442可包括导电结构442g、端口462及端口464。电子组件442的端口462可邻近导电结构482。电子组件441可包括导电结构441g、端口461及端口463。电子组件441的端口461可邻近导电结构481。
图5A是根据本公开的一些实施例的电子装置5A的局部的俯视图。图5A的电子装置5A可对应或类似于图4的电子装置4的一部分。
电子装置5A可包括导电结构531d、导电结构531g、端口561、导电结构581、导电结构543g、以及端口562。在一些实施例中，导电结构531d、导电结构531g、端口561可形成一电子组件。举例而言，上述电子组件可包括但不限于图4之电子组件431。端口561、导电结构543g、以及端口562可形成另一电子组件。举例而言，上述电子组件可包括但不限于图4之电子组件443，本揭露并不加以限制。
图5B是根据本公开的一些实施例的电子装置5B的局部的截面图。图5B的电子装置5B可对应于图5A的电子装置5A的俯视图中的剖面线51的截面图。
电子装置5B可包括氮化物半导体层510、氮化物半导体层520、导电结构531d、导电结构531g、氮化物半导体结构524、导电结构531s、导电结构581、端口561、导电结构543g、氮化物半导体结构525、端口562、掺杂结构551及掺杂结构552。
氮化物半导体层510(或沟道层，channel layer)可以设置在衬底上。上述衬底可以包含但不限于硅(Si)、掺杂Si、碳化硅(SiC)、硅化锗(SiGe)、砷化镓(GaAs)或其它半导体材料。衬底可以包含但不限于蓝宝石、绝缘体上硅(SOI，silicon on insulator)或其它合适的材料。衬底的厚度可介于约200μm至约400μm的范围间，例如220μm、240μm、260μm、280μm、300μm、320μm、340μm、360μm或380μm。
氮化物半导体层510可以包含III-V族层。氮化物半导体层510可以包含但不限于III族氮化物，例如化合物InaAlbGa1-a-bN，其中a+b≤1。所述III族氮化物进一步包含但不限于例如化合物AlaGa(1-a)N，其中a≤1。氮化物半导体层510可以包含氮化镓(GaN)层。GaN的能隙为约3.4eV。氮化物半导体层510的厚度的范围可以为但不限于约0.1μm到约1μm。
氮化物半导体层520(或阻挡层，barrier layer)可以设置在氮化物半导体层510上。氮化物半导体层520可以包含III-V族层。氮化物半导体层520可以包含但不限于III族氮化物，例如化合物InaAlbGa1-a-bN，其中a+b≤1。所述III族氮化物可以进一步包含但不限于例如化合物AlaGa(1-a)N，其中a≤1。氮化物半导体层520的能隙可以大于氮化物半导体层510的能隙。氮化物半导体层520可以包含铝氮化镓(AlGaN)层。AlGaN的能隙为约4.0eV。氮化物半导体层520的厚度的范围可以为但不限于约10nm到约100nm。
在氮化物半导体层520与氮化物半导体层510之间形成异质结，并且异质结的极化在氮化物半导体层510中形成二维电子气(2DEG，two-dimensional electron gas)512的区域。
在一些实施例中，导电结构531d、导电结构531g、氮化物半导体结构524、导电结构531s、导电结构581、端口561、导电结构543g、氮化物半导体结构525、及端口562可直接或间接设置在氮化物半导体层520上。
导电结构531d可形成在氮化物半导体层520上。导电结构531d可以包含例如但不限于导电材料。导电材料可以包含金属、合金、掺杂半导电材料(例如，掺杂晶体硅)或其它合适的导电材料，如Ti、Al、Ni、Cu、Au、Pt、Pd、W、TiN或其它合适的材料。导电结构531d可以包含多层结构。例如，导电结构531d可以包含两层不同材料的结构。导电结构531d可以包含三层结构，其中两个相邻层由不同材料制成。导电结构531d可作为源极。导电结构531d可作为栅极。导电结构531d可作为漏极。导电结构531d可以电性连接到接地(ground)。
氮化物半导体结构524可形成在氮化物半导体层520上。氮化物半导体结构524(或耗尽层，depletionlayer)可以与氮化物半导体层520直接接触。氮化物半导体结构524可设置于导电结构531d与导电结构531s之间。氮化物半导体结构524可以掺杂有杂质(dopant)。氮化物半导体结构524可以包含p型掺杂质。氮化物半导体结构524可以包含p型掺杂GaN层、p型掺杂AlGaN层、p型掺杂AlN层或其它合适的III-V族层。p型掺杂质可以包含镁(Mg)、铍(Be)、锌(Zn)和镉(Cd)。氮化物半导体结构524可以被配置成控制氮化物半导体层510中的2DEG 512的浓度。氮化物半导体结构524可以用于耗尽氮化物半导体结构524正下方的2DEG512。
导电结构531g可形成在氮化物半导体结构524上。导电结构531g可以与氮化物半导体结构524直接接触。导电结构531g可设置于导电结构531d与导电结构531s之间。导电结构531g的材料可相同于导电结构531d的材料。导电结构531g的材料可不同于导电结构531d的材料。
导电结构531s可形成在氮化物半导体层520上。导电结构531s可以与氮化物半导体层520直接接触。导电结构531s可设置于导电结构531g与端口561之间。导电结构531s可包括端口561。端口561可包括导电结构531s。导电结构531s可设置于导电结构581与氮化物半导体层520之间。导电结构531s的材料可相同于导电结构531d的材料。导电结构531s的材料可不同于导电结构531d的材料。
掺杂结构551可设置于邻近氮化物半导体层510及氮化物半导体层520。掺杂结构551的侧表面可直接接触氮化物半导体层510的侧表面及氮化物半导体层520的侧表面。掺杂结构551可以掺杂有杂质。掺杂结构551可以包含p型掺杂质。掺杂结构551可以包含n型掺杂质。
端口561可形成在氮化物半导体层520上。端口561可以与氮化物半导体层520直接接触。端口561可设置于导电结构531s与导电结构543g之间。端口561可设置于导电结构581与氮化物半导体层520之间。端口561可包括一欧姆接触(ohmic contact)。端口561可以包含例如但不限于导电材料。导电材料可以包含金属、合金、掺杂半导电材料(例如，掺杂晶体硅)或其它合适的导电材料，如Ti、Al、Ni、Cu、Au、Pt、Pd、W、TiN或其它合适的材料。端口561可以包含多层结构。例如，端口561可以包含两层不同材料的结构。端口561可以包含三层结构，其中两个相邻层由不同材料制成。端口561可作为源极。端口561可作为栅极。端口561可作为漏极。端口561可以电性连接到接地。
导电结构581可形成在导电结构531s上。导电结构581可以与导电结构531s直接接触。导电结构581可形成在端口561上。导电结构581可以与端口561直接接触。导电结构531s可设置于导电结构531g与端口导电结构543g之间。掺杂结构551、导电结构531s、导电结构581及端口561可形成一空腔。导电结构581的材料可相同于导电结构531d的材料。导电结构581的材料可不同于导电结构531d的材料。
氮化物半导体结构525可形成在氮化物半导体层520上。氮化物半导体结构525(或耗尽层，depletionlayer)可以与氮化物半导体层520直接接触。氮化物半导体结构525可设置于端口561与端口562之间。氮化物半导体结构525可以掺杂有杂质。氮化物半导体结构525可以包含p型掺杂质。氮化物半导体结构525可以包含p型掺杂GaN层、p型掺杂AlGaN层、p型掺杂AlN层或其它合适的III-V族层。p型掺杂质可以包含镁(Mg)、铍(Be)、锌(Zn)和镉(Cd)。氮化物半导体结构525可以被配置成控制氮化物半导体层510中的2DEG 512的浓度。氮化物半导体结构525可以用于耗尽氮化物半导体结构525正下方的2DEG 512。
导电结构543g可形成在氮化物半导体结构525上。导电结构543g可以与氮化物半导体结构525直接接触。导电结构543g可设置于端口561与端口562之间。导电结构543g的材料可相同于导电结构531d的材料。导电结构543g的材料可不同于导电结构531d的材料。
端口562可形成在氮化物半导体层520上。端口562可以与氮化物半导体层520直接接触。端口562可包括一欧姆接触。端口562可以包含例如但不限于导电材料。导电材料可以包含金属、合金、掺杂半导电材料或其它合适的导电材料，如Ti、Al、Ni、Cu、Au、Pt、Pd、W、TiN或其它合适的材料。端口562可以包含多层结构。例如，端口562可以包含两层不同材料的结构。端口562可以包含三层结构，其中两个相邻层由不同材料制成。端口562可作为源极。端口562可作为栅极。端口562可作为漏极。端口562可以电性连接到接地。
掺杂结构552可设置于邻近氮化物半导体层510及氮化物半导体层520。掺杂结构552的侧表面可直接接触氮化物半导体层510的侧表面及氮化物半导体层520的侧表面。掺杂结构552可以掺杂有杂质。掺杂结构552可以包含p型掺杂质。掺杂结构552可以包含n型掺杂质。
在一些实施例中，电子装置5B的多个电子组件的阻抗可包括2DEG 512。电子装置5B的每个电子组件的阻抗主要可由2DEG 512所构成。电子装置5B的每个电子组件的温度系数可为相同或相似的。因此，本公开所提出电子装置5B能够有效降低因温度系数的差异所造成的各种电性参数的误差，进而改善电子装置5B的性能与可靠度。
图6A是根据本公开的一些实施例的电子装置6A的局部的俯视图。图6A的电子装置6A可对应或类似于图4的电子装置4的一部分。
电子装置6A可包括导电结构631d、导电结构631g、端口661、导电结构681、以及端口662。在一些实施例中，导电结构631d、导电结构631g、端口661可形成一电子组件，例如但不限于图4之电子组件431。端口661及端口662可形成另一电子组件，例如但不限于图4之电子组件443，本揭露并不加以限制。
图6B是根据本公开的一些实施例的电子装置6B的局部的截面图。图6B的电子装置6B可对应于图6A的电子装置6A的俯视图中的剖面线61的截面图。电子装置6B可包括氮化物半导体层610、氮化物半导体层620、导电结构631d、导电结构631g、氮化物半导体结构624、导电结构631s、导电结构681、端口661、端口662、掺杂结构651及掺杂结构652。
图6B的电子装置6B可与图5B的电子装置5B相同或相似，不同之处如下。在图5B的实施例中，导电结构531g及氮化物半导体结构524下方的2DEG 512对于电子装置5B的阻抗所占比例较小。举例而言，上述比例可包括但不限于小于20％、小于10％、或小于5％。在图6B的电子装置6B中，可省略图5B的导电结构531g及氮化物半导体结构524。在图6B的电子装置6B中，端口661及端口662之间并未设置导电结构及氮化物半导体结构。
相较于图5B的实施例，图6B的电子装置6B提升电路集成化的程度。此外，电子装置6B的多个电子组件的阻抗可包括2DEG 612。电子装置6B的每个电子组件的阻抗主要可由2DEG 612所构成。电子装置6B的每个电子组件的温度系数可为相同或相似的。因此，本公开所提出电子装置6B能够有效降低因温度系数的差异所造成的各种电性参数的误差，进而改善电子装置6B的性能与可靠度。
图7A是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的俯视图。图7A的电子装置7A可对应或类似于图4的电子装置4的一部分。
电子装置7A可包括导电结构731d、导电结构731g、端口761、导电结构743g、以及端口762。在一些实施例中，导电结构731d、导电结构731g、端口761可形成一电子组件，例如但不限于图4之电子组件431。端口761、导电结构743g、以及端口762可形成另一电子组件，例如但不限于图4之电子组件443，本揭露并不加以限制。
图7B是根据本公开的一些实施例的电子装置7B的局部的截面图。图7B的电子装置7B可对应于图7A的电子装置7A的俯视图中的剖面线71的截面图。电子装置7B可包括氮化物半导体层710、氮化物半导体层720、导电结构731d、导电结构731g、氮化物半导体结构724、端口761、导电结构743g、氮化物半导体结构725、端口762、及掺杂结构751。
图7B的电子装置7B可与图6B的电子装置6B相同或相似，不同之处如下。在图6B的实施例中，导电结构681、导电结构631s及端口661可整并为单一的端口。导电结构681及导电结构631s可以被省略。图6B的实施例中的电子组件可以共享上述的单一端口。在图7B的电子装置7B中，单一且独立的端口761可设置于导电结构731g及导电结构743g之间。在图7B的电子装置7B中，导电结构731g及导电结构743g之间并未设置导电结构。在图7B的电子装置7B中，导电结构731g及导电结构743g之间并未设置空腔。在图7B的电子装置7B中，导电结构731g及导电结构743g之间并未设置掺杂结构。
相较于图6B的实施例，图7B的电子装置7B更提升电路集成化的程度。此外，电子装置7B的多个电子组件的阻抗可包括2DEG 712。电子装置7B的每个电子组件的阻抗主要可由2DEG 712所构成。电子装置7B的每个电子组件的温度系数可为相同或相似的。因此，本公开所提出电子装置7B能够有效降低因温度系数的差异所造成的各种电性参数的误差，进而改善电子装置7B的性能与可靠度。
图8A是根据本公开的一些实施例的电子装置的局部的俯视图。图8A的电子装置8A可对应或类似于图4的电子装置4的一部分。
电子装置8A可包括导电结构831d、导电结构831g、端口861、以及端口862。在一些实施例中，导电结构831d、导电结构831g、端口861可形成一电子组件，例如但不限于图4之电子组件431。端口861以及端口862可形成另一电子组件，例如但不限于图4之电子组件443，本揭露并不加以限制。
图8B是根据本公开的一些实施例的电子装置8B的局部的截面图。图8B的电子装置8B可对应于图8A的电子装置8A的俯视图中的剖面线81的截面图。电子装置8B可包括氮化物半导体层810、氮化物半导体层820、导电结构831d、导电结构831g、氮化物半导体结构824、端口861、端口862、及掺杂结构851。
图8B的电子装置8B可与图7B的电子装置7B相同或相似，不同之处如下。在图7B的实施例中，导电结构743g及氮化物半导体结构725下方的2DEG 712对于电子装置7B的阻抗所占比例较小。举例而言，上述比例可包括但不限于小于20％、小于10％、或小于5％。在图8B的电子装置8B中，可省略图7B的导电结构743g及氮化物半导体结构725。在图8B的电子装置8B中，端口861及端口862之间并未设置导电结构及氮化物半导体结构。
相较于图7B的实施例，图8B的电子装置8B提升电路集成化的程度。此外，电子装置8B的多个电子组件的阻抗可包括2DEG 812。电子装置8B的每个电子组件的阻抗主要可由2DEG 812所构成。电子装置8B的每个电子组件的温度系数可为相同或相似的。因此，本公开所提出电子装置8B能够有效降低因温度系数的差异所造成的各种电性参数的误差，进而改善电子装置8B的性能与可靠度。
图9A是根据本公开的一些实施例的电子装置9A的局部的俯视图。
电子装置9A可包括导电结构931d、导电结构931g、端口961、以及端口962。在一些实施例中，导电结构931d及导电结构931g具有宽度W1。端口961及端口962具有宽度W2。在一些实施例中，宽度W1可小于宽度W2。在一些实施例中，宽度W1可相等或近似于宽度W2。在一些实施例中，宽度W1可大于宽度W2。
图9B是根据本公开的一些实施例的电子装置9B的局部的截面图。图9B的电子装置9B可对应于图9A的电子装置9A的俯视图中的剖面线91的截面图。电子装置9B可包括氮化物半导体层910、氮化物半导体层920、导电结构931d、导电结构931g、氮化物半导体结构924、端口961、端口962、及掺杂结构951。
如图9B所示，导电结构931d及端口961之间的距离为长度L1。端口961具有长度L2。端口962及端口961之间的距离为长度L3。端口962具有长度L4。在一些实施例中，电子装置9B的电阻的阻抗值可包括端口961的欧姆接触电阻及端口962的欧姆接触电阻。电子装置9B的电阻的阻抗值可包括长度L3所涵盖的2DEG 912。电子装置9B的电阻的阻抗值可包括长度L1所涵盖的2DEG 912。
在一些实施例中，欧姆接触电阻的温度系数小于2DEG 912的温度系数。在一些实施例中，可增加全部或部分的2DEG 912在电子装置9B的电阻的阻抗值所占的比例，使不同的电子组件(例如图4的电子组件431及443、或图3A-3D的电子组件331及343)的温度系数能够近似或相互匹配。在一些实施例中，可单独调整2DEG 912在长度L1中的部分。在一些实施例中，可单独调整2DEG 912在长度L2中的部分。在一些实施例中，可单独调整2DEG 912在长度L3中的部分。在一些实施例中，可单独调整2DEG 912在长度L4中的部分。在一些实施例中，可调整2DEG 912在长度L1、长度L2、长度L3及长度L4中的一个或多个部分，本揭露并不加以限制。在一些实施例中，长度L1可大于长度L3。在一些实施例中，长度L3可大于长度L2。长度L3与长度L2之间的比例可大于K，其中K为大于1之正整数。在一些实施例中，长度L3可大于长度L4。长度L3与长度L4之间的比例可大于K，其中K为大于1之正整数。
在一些实施例中，本揭露提供一种用于制造电子装置的方法，其包括：提供第一电子组件；提供第二电子组件，其第一电极电连接一第一端口及第一电子组件的第一电极；提供第三电子组件，其中第二电子组件经由放大器电连接第三电子组件；及提供第四电子组件，其第一电极电连接第一电子组件的第二电极。流经第三电子组件的电流与流经第四电子组件的电流具有一第一比例。第一电子组件、第二电子组件及第四电子组件包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。
在一些实施例中，更包括提供第五电子组件，其第一电极电连接所述第一端口，且其第二电极电连接所述放大器的非反向输入端。在一些实施例中，更包括提供第六电子组件，其第一电极与所述第二电子组件的第二电极电连接一第二端口，且其第二电极电连接所述放大器的反向输入端。在一些实施例中，第二电子组件的第三电极电连接所述第五电子组件的第三电极及所述第六电子组件的第三电极。在一些实施例中，第二电子组件的所述第三电极电连接所述第一电子组件的第三电极。应当理解，上述步骤、动作或事件的所示顺序不应被解释为限制性的。例如，一些步骤能够以不同的顺序发生或同时发生。
根据本公开的一些实施例，一种电子装置包含衬底、第一氮化物半导体层、第二氮化物半导体层、第一导电结构、第二导电结构、第一端口、及第二端口。第一氮化物半导体层其在衬底上。第二氮化物半导体层在第一氮化物半导体层上，并且第二氮化物半导体层的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。第一导电结构在第二氮化物半导体层上。第一端口在第二氮化物半导体层上。第二导电结构位于第一端口及第一导电结构之间。第二端口在第二氮化物半导体层上，并且第一端口位于第二端口及第二导电结构之间。
根据本公开的一些实施例，一种用于制造电子装置的方法包含提供放大器；提供第一电子组件；提供第二电子组件，其第一电极电连接一第一端口及第一电子组件的第一电极；提供第三电子组件，其中第二电子组件经由放大器电连接第三电子组件；及提供第四电子组件，其第一电极电连接第一电子组件的第二电极。流经第三电子组件的电流与流经第四电子组件的电流具有一第一比例。第一电子组件、第二电子组件及第四电子组件包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。
根据本公开的一些实施例，一种电子装置包含第一电子组件、第二电子组件、第三电子组件、及第四电子组件。第二电子组件的第一电极电连接一第一端口及第一电子组件的第一电极。第二电子组件经由一放大器电连接第三电子组件。第四电子组件的第一电极电连接第一电子组件的第二电极。流经第三电子组件的电流与流经第四电子组件的电流具有一第一比例。第一电子组件、第二电子组件及第四电子组件包括第一氮化物半导体层及第二氮化物半导体层。第二氮化物半导体层在第一氮化物半导体层上。第二氮化物半导体层的带隙大于第一氮化物半导体层的带隙。
除非另外规定，否则如“在...上”、“在…下”、“向上”、“左”、“右”、“向下”、“顶部”、“底部”、“竖直”、“水平”、“侧”、“高于”、“低于”、“上部”、“在...上方”、“在...下方”的空间描述是相对于图式中所展示的定向指示的。应理解，本文中所使用的空间描述仅出于说明的目的，且本文中所描述的结构的实际实施方案可以任何定向或方式在空间上布置，其限制条件为本公开的实施例的优点不会因此类布置而有偏差。
如本文中所使用，术语“竖直”用以指向上和向下方向，而术语“水平”是指横向于竖直方向的方向。
如本文中所使用，术语“大约”、“大体上”、“大体”和“约”用以描述和解释小的变化。当与事件或情况结合使用时，术语可指事件或情况精确发生的例子以及事件或情况极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指小于或等于所述数值的±10％的变化范围，如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％。举例来说，如果第一数值在第二数值的小于或等于±10％的变化范围内，如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％或小于或等于±0.05％，那么第一数值可认为“大体上”相同于或等于第二数值。举例来说，“大体上”垂直可指代相对于90°的小于或等于±10°的角度变化范围，如小于或等于±5°、小于或等于±4°、小于或等于±3°、小于或等于±2°、小于或等于±1°、小于或等于±0.5°、小于或等于±0.1°或小于或等于±0.05°。
如果两个表面之间的移位不超过5μm、不超过2μm、不超过1μm或不超过0.5μm，那么可认为这两个表面是共面的或大体上共面的。如果表面的最高点与最低点之间的移位不超过5μm、不超过2μm、不超过1μm或不超过0.5μm，那么可认为表面大体上平坦。
如本文中所使用，除非上下文另外明确规定，否则单数术语“一(a/an)”和“所述”可包含多个指示物。
如本文中所使用，术语“导电(conductive)”、“导电(electrically conductive)”和“电导率”指代输送电流的能力。导电材料通常指示呈现对于电流流动的极少或零对抗的那些材料。电导率的一个量度是西门子每米(S/m)。通常，导电材料是导电性大于大约104S/m(如至少105S/m或至少106S/m)的一种材料。材料的电导率有时可随温度而变化。除非另外指定，否则材料的电导率在室温下测量。
此外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是为了便利和简洁而使用，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围极限的数值，而且包含涵盖于那个范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值和子范围一般。
虽然已参考本公开的具体实施例描述并说明本公开，但这些描述和说明并非限制性的。所属领域的技术人员应理解，可在不脱离如由随附权利要求书定义的本公开的真实精神和范围的情况下，作出各种改变且取代等效物。图解可能未必按比例绘制。归因于制造过程和公差，本公开中的工艺再现与实际设备之间可能存在区别。可能存在并未特定说明的本公开的其它实施例。应将本说明书和图式视为说明性而非限定性的。可进行修改，以使特定情形、材料、物质组成、方法或工艺适宜于本公开的目标、精神和范围。所有此类修改是既定在随附权利要求书的范围内。虽然本文中公开的方法已参考按特定次序执行的特定操作加以描述，但应理解，可在不脱离本公开的教示的情况下组合、细分或重新排序这些操作以形成等效方法。相应地，除非本文中特别指示，否则操作的次序和分组并非本公开的限制。

Claims (9)

1.一种电子装置，其包括：
衬底；
第一氮化物半导体层，其在所述衬底上；
第二氮化物半导体层，其在所述第一氮化物半导体层上，并且所述第二氮化物半导体层的带隙大于所述第一氮化物半导体层的带隙；
第一导电结构，其在所述第二氮化物半导体层上；
第二导电结构；
第一端口，其在所述第二氮化物半导体层上，并且所述第二导电结构位于所述第一端口及所述第一导电结构之间；及
第二端口，其在所述第二氮化物半导体层上，并且所述第一端口位于所述第二端口及所述第二导电结构之间；
其中所述电子装置包括：
第一电子组件，其中所述第一电子组件包括第一电极、第二电极及第三电极，并且所述第一电极包括所述第一导电结构，所述第二电极包括所述第二导电结构，所述第三电极包括所述第一端口；
第二电子组件，其中所述第二电子组件包括第一电极、第二电极及第三电极，所述第一电极包括所述第一端口，所述第二电极包括第三导电结构，所述第三电极包括所述第二端口；
第三电子组件，其中所述第三电子组件的第三电极电连接至所述第一电子组件的所述第三电极及所述第二电子组件的所述第一电极；
第四电子组件，其中所述第四电子组件的第三电极电连接至所述第二电子组件的所述第三电极；
其中所述第三电子组件的第二电极电连接至所述第二电子组件的所述第二电极及所述第四电子组件的第二电极及所述第一电子组件的第二电极；
其中所述第一电子组件的第二电极连接至控制信号，所述第三电子组件的第一电极连接至放大器的非反向输入端，所述第四电子组件的第一电极连接至放大器的反向输入端。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包括：
第一氮化物半导体结构，其在所述第二氮化物半导体层上，并且所述第一氮化物半导体结构位于所述第二氮化物半导体层及所述第二导电结构之间。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包括：第二氮化物半导体结构，其在所述第二氮化物半导体层上，并且所述第二氮化物半导体结构位于所述第二氮化物半导体层及所述第三导电结构之间。
4.根据权利要求1所述的电子装置，其进一步包括：
第四导电结构，其在所述第二氮化物半导体层上，并且所述第四导电结构位于所述第二导电结构及所述第一端口之间。
5.根据权利要求4所述的电子装置，其进一步包括：
第五导电结构，其在所述第四导电结构及所述第一端口上。
6.根据权利要求5所述的电子装置，其进一步包括：
第一掺杂结构，其侧表面接触所述第一氮化物半导体层及所述第二氮化物半导体层，其上表面朝向所述第五导电结构。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其中所述第一掺杂结构、所述第四导电结构、所述第五导电结构及所述第一端口形成一空腔。
8.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一端口及所述第二端口分别包括一欧姆接触。
9.根据权利要求1所述的电子装置，其中所述第一导电结构及所述第一端口之间的距离为第一长度，所述第一端口具有第二长度，所述第一端口及所述第二端口之间的距离为第三长度，所述第二端口具有第四长度，并且所述第一长度及所述第三长度的比值系关联于所述第一电子组件及所述第二电子组件的导通电阻。
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