[发明专利]一种半导体器件及其制造方法有效
| 申请号： | 201810996433.5 | 申请日： | 2018-08-29 |
| 公开（公告）号： | CN110875381B | 公开（公告）日： | 2022-09-06 |
| 发明（设计）人： | 钱洪途 | 申请（专利权）人： | 苏州能讯高能半导体有限公司 |
| 主分类号： | H01L29/778 | 分类号： | H01L29/778;H01L29/423;H01L21/335;H01L21/28 |
| 代理公司： | 北京品源专利代理有限公司 11332 | 代理人： | 孟金喆 |
| 地址： | 215300 江苏*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 半导体器件 及其 制造 方法 | ||
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：
衬底、形成在所述衬底上的外延多层结构、以及形成在所述外延多层结构上的栅极结构，所述栅极结构嵌置于所述外延多层结构内，所述外延多层结构包括沟道层，所述栅极结构包括栅极沟道层和栅极势垒层，所述栅极沟道层的面向所述衬底的第一表面至少延伸至所述沟道层内；
所述外延多层结构还包括势垒层，所述势垒层与沟道层接触面处形成第一二维电子气，所述栅极沟道层和栅极势垒层接触面处形成第二二维电子气；
所述栅极势垒层与所述势垒层或所述沟道层直接接触；
所述栅极沟道层的背离所述衬底的第二表面与所述沟道层的背离所述衬底的一侧表面之间的间距小于或等于第一预设距离；
所述第一预设距离为5nm。
2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述外延多层结构还包括形成在所述沟道层的面向所述衬底一侧表面的缓冲层，所述栅极沟道层的第一表面延伸至所述缓冲层内。
3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极势垒层的厚度小于或等于30nm。
4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极势垒层的组成材料为铝镓氮材料、氮化铝材料或铝铟镓氮材料。
5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极结构还包括在所述栅极势垒层背离衬底一侧的p型氮化物层或/和在栅极沟道层面向衬底一侧的栅极背势垒层。
6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述p型氮化物层的空穴浓度大于或等于1*1017cm-3。
7.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极结构还包括栅极金属层和栅极介质层。
8.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：
提供一衬底；
在所述衬底上形成外延多层结构，所述外延多层结构包括沟道层和势垒层；
在所述外延多层结构上形成栅极结构，所述栅极结构嵌置于所述外延多层结构内，所述栅极结构包括采用二次生长工艺依次层叠形成的栅极沟道层和栅极势垒层，所述栅极沟道层的面向所述衬底的第一表面至少延伸至所述沟道层内；
所述外延多层结构还包括势垒层，所述势垒层与沟道层接触面处形成第一二维电子气，所述栅极沟道层和栅极势垒层接触面处形成第二二维电子气；
所述栅极势垒层与所述势垒层或所述沟道层直接接触；
所述栅极沟道层的背离所述衬底的第二表面与所述沟道层的背离所述衬底的一侧表面之间的间距小于或等于第一预设距离；
所述第一预设距离为5nm。
9.根据权利要求8所述的半导体器件制造方法，其特征在于，所述形成栅极结构还包括依次层叠形成在栅极调制层上的p型氮化物层和栅极金属层。
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