CN112447835B 半导体器件及其制造方法 （广东致能半导体有限公司）

道海滨社区宝兴路6号海纳百川总部CN214336720U,2021.10.01US2014145203A1,2014.05.29本公开内容提供一种半导体器件及其制作2在所述第一或第二半导体层上形成的第一电极和第三第三半导体层投影到所述衬底的长度范围在所述第二电极投影到所述衬底的长度范所述第三半导体层为大于等于2的多个分立的层2.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述衬底为蓝宝石、ZnO、SiC、AlN、GaAs、3.如权利要求1或2所述的半导体器件，其中4.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一半导体层和所述第二半导体层之间6.如权利要求1所述的半导体器件，其中所述第一半导体层和所述第二半导体层之间8.如权利要求1或4所述的半导体器件，所述第三半导体层与所述衬底平行的外延方9.如权利要求8所述的半导体器件，所述第一半导体层具有与所述衬底第一表面相对立的层结构或者平行所述衬底方向的分立的313.如权利要求12所述的半导体器件，所述第三半导体层的掺杂浓度从所述第三半导导体层的中心向垂直所述衬底的两边渐变，或者所述第三半导体层的掺杂浓度是单边渐14.如权利要求4或6所述的半导体器件，所述第三半导体层的掺杂浓度范围为1E+17/15.如权利要求4或6所述的半导体器件，所述第三半导体层直接接触所述第二半导体衬底的第二表面处形成与所述第三半导体层相连的24.如权利要求22所述的半导体器件，所述第三半导体层沿着垂直二维电荷载流子气25.如权利要求22所述的半导体器件，在所述半导体器件的第一电极处形成与所述第步骤S400:在所述第一半导体层的第一表所述第一半导体层具有比所述第二半导体层更小的禁带宽度，从步骤S500:形成具有和二维电荷载流子气欧姆接触的第其中，所述第三半导体层投影到所述衬底的长度范围位4其中形成所述第三半导体层的方法是横向外延法或者离子注32.如权利要求31所述方法，其中以所述籽晶层为核心横向外延生长包含低掺杂或非有全面覆盖所述第二绝缘层时停止所述第一区域生长所述低掺杂或非故意掺杂氮化物半导体层的步骤可36.如权利要求26所述的方法，其中还具有步用权利要求26-36中任一项所述的半导体器56一或第二半导体层上形成的第一电极和第三电极，在所述第二半导体层上形成的第二电层，所述本征氮化物半导体层或非故意掺杂氮化物半导体层平行于衬底的外延方向为[0009]进一步的，所述第一半导体层和所述第二半导体层之间所述第三半导体层耗尽第二电极区域下方至少部分区域95％-100％的二维电荷载流子气，而基本不耗尽除所述部分区域外的其他区域的二维电荷[0010]进一步的，所述第一半导体层和所述第二半导体层之间在所述第二电极的偏压为0时，对应于所述第二电极至少部分区域的二维电荷载流子气低7三表面与所述第三半导体层的第二表面形成大于30度小等于90度的渐变，或者所述第三半导体层的掺杂浓度是从第三半导体层的中心向垂直衬底的两边渐[0022]进一步的，所述第一半导体层和所述衬底之间还具有所述第五和/或第六半导体[0024]进一步的，在所述第二半导体层和所述第二电极之间还具有第一和/或第三绝缘被第二电极投影覆盖的位置处形成与所述第三半导体层相8影到衬底的长度范围位于所述第二电极投影到所述衬底的长度[0036]进一步的，其中通过籽晶层为核心选区/横向外延工艺制作所述第一和第三半导9底100的具体形式。可选的，所述衬底100可以是蓝宝石、ZnO、SiC、AlN、GaAs、LiAlO、的所述衬底100可以是(111)面的硅衬底100。在衬底100第一表面上形成的第一半导体层故意掺杂GaN层。所述第一半导体层102具有与所述衬底100第一表面相对的第二表面以及[0070]在所述第一半导体层102的第一表面上形成第二半导体层103。第一半导体层102具有比第二半导体层103更小的禁带宽度，从而在第一半导体层102和第二半导体层103之的第一表面相对的第二表面以及具有背离所述第一半导体层102第二表面的第一表面。可一半导体层102上或者形成在第二半导体层103上。所述第一电极106可为源极与所述二维电荷载流子气形成的欧姆接触，所述第二电极108可为栅极与所述第二半导体层形成的肖[0072]在第二电极108下方具有第三半导体层104，所述第三半导体层104为P-型第三半[0074]进一步的，所述第三半导体层104沿着二维电荷载流子气流动方向正投影的长度范围位于所述第二电极108沿所述方向正投影的长度范围内(即栅长范围内)，所述第三半连接所述第三半导体层104的所述第一和第二表面的第三表面(如侧平面)。所述第三半导体层104的第三表面与所述第三半导体层104的第一表面形成一夹角C。所述夹角C可在30-所述第三半导体层104还可以如图3所示由垂直衬底100方向分立的层构成。分立的层之间从第三半导体层104中心向平行衬底100的两边渐变或者第三半导体层104是平行衬底100电极材料以及所述第二半导体层的组分和厚度进行控制。优选的所述第三半导体层104的与栅长对应)可以通过横向外延时精确控制外延时间等工艺参数，进而实现很薄的长度尺半导体层的第一表面上形成所述第一绝缘层105后，再生长如P-GaN的半导体层时,使得P-GaN半导体层的晶体质量和电学性能都较差。所述半导体器件结构能够在制作沟道过程中所述籽晶层111有助于形成低粗糙度和低错位密度的氮化物半导体层，例如第一半导体层[0090]在所述第一实施方案的基础上，所述第二半导体层和所述第二电极108之间还可如P-GaN)沿着垂直二维电荷载流子气流动的方向延伸，在未被第二电极108正投影覆盖的位置处形成与所述第三半导体层104相连的第四电极110。由于当第三半导体层104不与任二半导体层相接触的表面可以向下延伸形成L型欧姆接触，与所述第三半导体层104相连接。由于当第三半导体层104不与任何电极或电势位相连接时，其电势位是浮置的[0104]现将参照图12-22来示例性描述用于制造第一和第二实施方案的半导体器件的制二绝缘层101对应于后续形成第一电极(源极)区域处的至少一部分，形成开口以暴露部分选择可作为所述第一半导体层102生长核心的保留的籽晶层的区域对应于后续形成第一电极(源极)区域的区域处。然后再在所述衬底[0110]所述籽晶层为中心横向外延形成所述第一半导体层102的方法参考图14-19具体盖所述第二绝缘层101时停止所述第一区域导体层102第一区域的表面和侧面继续进行P-型掺杂氮化物层的生长，在生长一定厚度的P-型掺杂氮化物层后，可以去除所述P-型氮化物半导体层104上表面的部分或者可以去除所述P-型氮化物半导体层104上表面的部分和所述第一半导体层102的部分第一区域以暴半导体层投影的长度范围在后续要形成的第二电极108的投影区域的长度内，所述P-型氮化物半导体层的宽度可以超过所述第二电极的宽度。从而完成所述第三半导体层104的制[0113]步骤123，以所述第三半导体层104和所述第一半导体层102的第一区域为成核中述P-型氮化物半导体层和所述第一半导体层的第一区域且使得二者表面齐平，如图16所示。或者所述第一半导体层102的远离衬底100的第一表面高于所述第三半导体104的远离[0115]可以明确的是，步骤122中进行P-型掺杂氮化物层的生长的过程中可以通过控制子注入形成如实施方案一或二中所述的分立或渐变的所述第[0118]可以明确的是，所述第四半导体层120可以是氮化物沟道层，所述第二半导体层如图22所示以所述籽晶层为中心横向外延形成所述第五半导体层112。随后以所述籽晶层为中心选区/横向外延形成所述第五半导体层112和第三半导体层104’的方法与前述形成[0123]其中在第七实施方案的步骤130和步骤140之间还可以通过在第二半导体层的第工艺在对应所述第二电极108的位置处的第三绝缘层109，所述绝缘材料可以是二氧化硅、着与所述二维载流子电荷流动方向垂直的方向延伸生长，在未被所述第二电极108正投影覆盖的所述第三半导体层104的第一或第二表面的位置处通过刻蚀形成通孔，在孔内通过[0136]以上结合具体的实施方案对本公开内容进行了描述，但本领域技术人员应该清