[发明专利]制造半导体器件的方法和半导体器件

说明书

本发明涉及制造半导体器件的方法和半导体器件。该制造半导体器件的方法，包括以下步骤：通过在衬底上依次生长AlGaN层或者InAlN层、AlN层和GaN层来形成半导体堆叠；通过对半导体堆叠的表面进行干法刻蚀在半导体堆叠中形成凹部，该表面与衬底相反；在凹部中生长GaN区；以及在GaN区上形成欧姆电极；其中，在凹部的形成中，响应于凹部到达AlN层而停止干法刻蚀。

相关申请的交叉引用

本申请基于2019年11月25日提交的日本专利申请No.2019-212427并要求其优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及制造半导体器件的方法和半导体器件。

背景技术

US2014/0045306A1公开了一种制造氮化物半导体器件的方法。在该制造方法中，在氮化物衬底上顺序生长n型氮化物层和p型氮化物层。然后，在p型氮化物层上形成AlN掩膜。通过在氢气氛下穿过AlN掩膜的开口刻蚀这些氮化物层，形成到达n型氮化物层的空腔。此后，在空腔内生长氮化物材料，并且在氮化物材料上形成电极。

JP2003-101149A公开了一种制造半导体器件的方法。在该制造方法中，在蓝宝石衬底上生长包括GaN缓冲层、Mg掺杂的GaN层、AlGaN层和n型GaN接触层的半导体堆叠。此后，通过将多晶金刚石衬底键合在半导体堆叠上来形成叠层。此后，将叠层置于热处理炉中，并通过在氢气氛下刻蚀而在Mg掺杂的GaN层的位置处将叠层分开。

发明内容

本公开提供了一种制造半导体器件的方法。该制造半导体器件的方法，包括以下步骤：通过在衬底上依次生长AlGaN层或InAlN层、AlN层和GaN层来形成半导体堆叠；通过从半导体堆叠的与衬底相反的表面对半导体堆叠进行干法刻蚀，在半导体堆叠中形成凹部；在凹部中生长GaN区；以及在GaN区上形成欧姆电极。其中，在凹部的形成中，响应于凹部到达AlN层而停止干法刻蚀。

本公开提供了第一半导体器件。该第一半导体器件包括：衬底；设置在衬底上的AlGaN层或InAlN层；设置在AlGaN层或InAlN层上的AlN层；设置在AlN层上的GaN层；设置在AlN层上的一对GaN区，其夹着GaN层的一部分，并且形成在AlN层的表面上；一对欧姆电极，其被设置在一对GaN区上并且与该一对GaN区中的每一个进行欧姆接触；以及在GaN层上设置在一对欧姆电极之间的栅电极。

本公开提供了第二半导体器件。该第二半导体器件包括：衬底；设置在衬底上的势垒层；设置在势垒层上的停止层；设置在停止层上的沟道层；与沟道层相邻的源区和漏区，其夹着沟道层的一部分；分别设置在源区和漏区上的源电极和漏电极；以及设置在源电极和漏电极之间的栅电极。势垒层是AlGaN层或InAlN层。停止层是AlN层。沟道层是GaN层。源区和漏区是GaN区。沟道层以及源区和漏区形成在停止层的表面上。

附图说明

图1是示出作为示例性半导体器件的高迁移率晶体管(HEMT)的结构的剖视图。

图2的A、B、C和D是示出图1所示HEMT的各个制造步骤的剖视图。

图3A是示出根据第一比较实施例的HEMT结构的剖视图。

图3B是示出根据第二比较实施例的HEMT结构的剖视图。

图4A、图4B、图4C和图4D是示出了图3B所示HEMT的各个制造步骤的剖视图。

图5是示出根据第三比较实施例的HEMT结构的剖视图。

图6A是HEMT的栅电极正下方的部分中的能带图。

图6B是一种不含AlN层的HEMT的栅电极正下方的部分中的能带图。

具体实施方式