[實用新型]半導體結構

有效

• 申請號: 202020552104.4
• 申請日: 2020-04-14
• 公開（公告）號: CN212136452U
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 程凱
• 申請（專利權）人: 蘇州晶湛半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/778
• 分類號: H01L29/778;H01L29/06
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司 11415
• 代理人: 曾鶯華

本申請提供一種半導體結構。該半導體結構包括：襯底；依次層疊設置于襯底上的成核層、緩沖層、背勢壘層、溝道層、勢壘層；與所述勢壘層相接觸的源極和漏極；設于所述勢壘層上除所述源極和所述漏極以外區域的冒層；設置于冒層上除源極、漏極、柵極以外區域的鈍化層；設于所述冒層上的柵極；其中，成核層的材料為AlN；背勢壘層厚度大于1nm；溝道層的厚度小于300nm；勢壘層的厚度為1nm?10nm；冒層的厚度大于0.1nm；該半導體結構還包括：設于緩沖層與背勢壘層之間的過渡層、以及設于背勢壘層與溝道層之間的插入層。本申請通過設置半導體結構的整體結構以及關鍵結構層的厚度，能夠進一步提高器件的性能。

技術領域

本申請涉及半導體領域，尤其涉及一種半導體結構。

背景技術

目前，第三代寬禁帶半導體材料氮化鎵由于具有禁帶寬度大、電子飽和漂移速度高、擊穿場強高、導熱性能好等特點，所以比硅和砷化鎵更適合于制作高溫、高頻、高壓和大功率的器件。氮化鎵器件在高頻大功率微波器件方面有很好的應用前景，從20世紀90年代至今，氮化鎵器件的研制一直是電子器件研究的熱點之一。由于氮化鎵本征襯底的缺乏，氮化鎵器件都是在異質襯底上制成，比如說藍寶石、碳化硅和硅。而這幾種襯底當中，材料為硅的襯底具有最大的尺寸(200mm)和最低的價格，因此在襯底上生長氮化鎵材料和器件引起了人們的廣泛關注。

但是，由于硅材料和氮化物之間巨大的晶格失配和熱失配，在襯底上生長氮化鎵外延膜十分困難。首先需要生長氮化鋁來阻止鎵原子和襯底之間的反應，在氨氣氛圍內鎵原子會起到刻蝕襯底的作用。另外，氮化鎵在襯底上的浸潤很差，非常困難得到均勻連續的氮化鎵外延膜。因此，如何能夠有效抑制失配位錯的形成、降低位錯密度是亟待解決的技術難題。

實用新型內容

本申請提供一種半導體結構，通過設置半導體結構的整體結構、以及關鍵結構層的厚度，能夠進一步提高器件的性能。

為實現上述目的，根據本申請實施例提供一種半導體結構，所述半導體結構包括：

襯底；

依次層疊設置于所述襯底上的成核層、緩沖層、背勢壘層、溝道層、勢壘層；

與所述勢壘層相接觸的源極和漏極；

設于所述勢壘層上除所述源極和所述漏極以外區域的冒層；

設于所述冒層上的柵極；

設于所述冒層上除所述源極、所述漏極及所述柵極以外區域的鈍化層；

其中，所述成核層的材料為AlN；所述背勢壘層厚度大于1nm；所述溝道層的厚度小于300nm；所述勢壘層的厚度為1nm-10nm；所述冒層的厚度大于 0.1nm；

所述半導體結構還包括：

過渡層，所述過渡層設于所述緩沖層與所述背勢壘層之間；

插入層，所述插入層設于所述背勢壘層與所述溝道層之間，所述插入層的材料為InGaN。

可選的，所述緩沖層的材料包括GaN、AlGaN、AlN中的一種。

可選的，所述背勢壘層的材料包括GaN、AlGaN、AlN中的一種。

可選的，所述溝道層的材料包括GaN、InGaN中的一種。

可選的，所述勢壘層的材料為AlN、GaN、AlGaN中的一種。

可選的，所述冒層的材料包括SiN、GaN中的一種。

可選的，所述襯底的材料包括Si、SiC、Al₂O₃中的一種。