[發明專利]半導體器件及其制備方法

在審

• 申請號: 201910388910.4
• 申請日: 2019-05-10
• 公開（公告）號: CN111916351A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 孫錢;蘇帥;周宇;高宏偉;馮美鑫;劉建勛;詹曉寧;楊輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/778
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王鋒

1.一種半導體器件的制備方法，包括：

制作形成半導體材料層，所述半導體材料層包括層疊設置的兩個半導體層，所述兩個半導體層之間設置有刻蝕轉化層；以及

對其中一個半導體層位于選定區域內的部分進行刻蝕，直至到達或進入刻蝕轉換層后停止刻蝕，之后通過熱處理使刻蝕轉換層位于所述選定區域內的部分被完全去除，從而在半導體材料層內形成凹槽結構。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于具體包括：通過熱處理使刻蝕轉換層位于所述選定區域內的部分被熱分解而完全去除，并在另一個半導體層表面實現熱分解終止，從而在半導體材料層內精準地形成凹槽結構。

3.一種半導體器件的制備方法，包括：

制作形成半導體材料層，所述半導體材料層包括主要由第一半導體層和第二半導體層形成的異質結，所述異質結內形成有二維電子氣，以及

制作與所述半導體材料層配合的源極、漏極和柵極；

其特征在于，所述的制備方法還包括：

在第一半導體層上依次生長第三半導體層、第四半導體層，從而形成第二半導體層，并在第三半導體層和第四半導體層之間設置刻蝕轉化層；

對所述第四半導體層位于選定區域內的部分進行刻蝕，所述選定區域與柵極、源極、漏極中至少一者對應，直至到達或進入刻蝕轉換層后停止刻蝕，之后通過熱處理使刻蝕轉換層位于所述選定區域內的部分被完全去除，從而至少在第二半導體層內形成與柵極、源極、漏極中至少一者配合的凹槽結構。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于還包括：在所述第二半導體層內形成與柵極配合的凹槽結構之后，至少在所述與柵極配合的凹槽結構的內壁上覆設介質層，之后制作柵極，使柵極與第三半導體之間被介質層間隔。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于還包括：

對所述半導體材料層位于與源極、漏極、柵極對應區域內的部分進行刻蝕，直至到達或進入刻蝕轉換層后停止刻蝕，之后通過熱處理使所述刻蝕轉換層位于與源極、漏極、柵極對應區域內的部分被完全去除，從而在第二半導體層內形成分別與源極、漏極、柵極配合的凹槽結構；

在所述半導體材料層上覆設介質層，所述介質層至少連續覆蓋所述與源極、漏極、柵極配合的凹槽結構的槽壁；

在所述介質層上開設可供源極、漏極通過的窗口；

制作源極、漏極和柵極。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于還包括：在形成所述與柵極配合的凹槽結構之后，直接在所述半導體材料層上二次外延生長形成第五半導體層。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于還包括：在形成所述與柵極配合的凹槽結構之后，至少在所述與柵極配合的凹槽結構內生長第五半導體層，之后制作柵極，使柵極與第三半導體層之間被第五半導體層間隔，所述第五半導體能夠將所述異質結內位于柵下區域的二維電子氣耗盡。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于還包括：

對所述半導體材料層位于與柵極對應區域內的部分進行刻蝕，直至到達或進入刻蝕轉換層后停止刻蝕，之后通過熱處理使所述刻蝕轉換層位于與柵極對應區域內的部分被熱分解而完全去除，并在第三半導體層實現熱分解終止，從而在第二半導體層內形成與柵極配合的凹槽結構；

在所述半導體材料層上生長形成第五半導體層，并使部分的第五半導體層填充入所述與柵極配合的凹槽結構；

除去所述第五半導體層的其余部分，而保留所述第五半導體層位于與柵極配合區域內的部分；在所述半導體材料層上覆設連續的鈍化層；

在所述鈍化層上開設可供源極、漏極、柵極通過的窗口；

自所述鈍化層上開設可供源極、漏極通過的窗口對所述半導體材料層進行刻蝕，直至到達或進入刻蝕轉換層后停止刻蝕，之后通過熱處理使所述刻蝕轉換層位于與與源極、漏極對應區域內的部分被熱分解而完全去除，并在第三半導體層實現熱分解終止，從而在第二半導體層內形成分別與源極、漏極配合的凹槽結構；

制作源極、漏極和柵極。