[实用新型]一种半导体器件及电子装置

说明书

本公开内容提供一种半导体器件，所述器件包括衬底；在所述衬底上形成的第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成的第一半导体层；所述第一半导体层的侧表面与所述第一绝缘层的上表面斜相交；在所述第一半导体层的侧表面上形成的第二半导体层，在所述第二半导体层的侧表面上形成的第三半导体层，在所述第一至第三半导体层上形成的第四半导体层，所述第四半导体层与第一至第三半导体层的界面处形成二维电荷载流子气。本公开内容有助于实现如下效果之一：器件结构简单、工艺简单、成本低廉以及电性能优良。

技术领域

本公开内容涉及功率半导体器件领域，更具体而言，涉及一种具有高电子迁移率晶体管。

背景技术

III族氮化物半导体是一种重要的新型半导体材料，主要包括AlN、GaN、InN及这些材料的化合物如AlGaN、InGaN、AlInGaN等。利用所述III族氮化物半导体具有直接带隙、宽禁带、高击穿电场强度等优点，通过器件结构与工艺的优化设计，III族氮化物半导体在功率半导体领域拥有巨大前景。III族氮化物半导体的一个重要器件类型是高电子迁移率晶体管，开发具有高耐受电压、高功率和低导通电阻等高性能的高电子迁移率晶体管是期望的。

现有的高电子迁移率晶体管存在结构复杂，工艺复杂、成本高昂等问题，以及所述高电子迁移率晶体管中的结构，例如成核层可为条状的，在生长的过程中，这些条状结构容易存在一些豁口或者表面不平直现象；高电子迁移率晶体管外延的半导体层结构通常是层状的，容易存在内部应力过大等问题；并且这样的层状结构对于实现具有特定功能的器件结构是不利的。基于此，本公开内容提供一种新颖的半导体器件结构及其制造方法，旨在克服上述缺陷，提供结构简单、工艺简单、成本低廉以及电性能优良的半导体器件。

发明内容

在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本公开内容的一方面，提供了一种半导体器件，其包括：衬底；在所述衬底第一表面上形成的第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成开口露出部分的所述衬底；在所述开口露出的所述衬底上形成单晶成核层，在所述第一绝缘层上形成多晶或非晶成核材料；以所述单晶成核层为成核中心，侧向外延生长第一半导体层。

根据本公开内容的另一方面，提供了一种半导体器件，其包括：硅衬底；在所述硅衬底的第一表面上形成第一绝缘层；在所述第一绝缘层上形成开口露出部分的所述衬底；在所述开口对应的所述衬底上形成沟槽；在所述沟槽内形成单晶成核层；在所述第一绝缘层上形成多晶或非晶成核材料；以所述单晶成核层为成核中心，侧向外延生长第一半导体层。

进一步的，所述单晶成核层是单晶AlN，所述多晶或非晶成核材料是多晶或非晶AlN。

进一步的，所述第一绝缘层为SiO₂层或者Si₃N₄层。

进一步的，所述第一半导体层为氮化物半导体层。

进一步的，所述衬底选自蓝宝石、ZnO、SiC、AlN、GaAs、LiAlO、GaAlLiO、 GaN、Al₂O₃或单晶硅。

进一步的，其中所述沟槽的深度为0.2-10微米深。

进一步的，其中所述沟槽的深度约为1微米。

进一步的，其中在所述沟槽和开口的两边侧壁形成绝缘保护层。

进一步的，其中所述绝缘保护层是SiO₂绝缘保护层。

进一步的，其中所述半导体器件是高迁移率晶体管，所述开口对应于所述高迁移率晶体的漏极处。