[發明專利]一種具有鰭式結構的半導體器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202210603401.0
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114695115A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 郭煒;戴貽鈞;葉繼春
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: H01L21/335
• 分類號: H01L21/335;H01L29/06;H01L29/10;H01L29/205;H01L29/778
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• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種具有鰭式結構的半導體器件及其制備方法，涉及半導體領域，該方法包括獲得形成有圖形化極性調節層的襯底；通過調節Ⅴ族源與Ⅲ族源的輸入比生長鰭式異質結，鰭式異質結包括在襯底未被圖形化極性調節層覆蓋的區域的氮極性異質結，以及位于圖形化極性調節層上的金屬極性異質結，氮極性異質結和金屬極性異質結的高度不同；制備電極，得到具有鰭式結構的半導體器件。圖形化極性調節層可以控制金屬極性異質結和氮極性異質結的分布，在不同Ⅴ族源與Ⅲ族源的輸入比下，金屬極性異質結和氮極性異質結生長高度不同，可直接生長出鰭式異質結，無需刻蝕，既可避免刻蝕帶來的損傷，還避免刻蝕損傷造成的溝道漏電通道，改善關態漏電流。

技術領域

本申請涉及半導體領域，特別是涉及一種具有鰭式結構的半導體器件及其制備方法。

背景技術

隨著半導體技術的發展，器件結構從平面結構演化至鰭式三維溝道結構，鰭式溝道結構使柵電極與溝道層的接觸面積增加，電子耗盡區域進一步增加，從而使得半導體器件具有更強的柵控能力，有效改善短溝道效應帶來的漏電問題。

目前，半導體器件的鰭式結構都是通過自上而下的干法刻蝕工藝形成的，在制作完外延平面結構后，通過光刻工藝制作掩膜，再用干法刻蝕出三維溝道，得到鰭式結構晶體管。干法刻蝕會在刻蝕表面引入高密度的缺陷態，類施主的缺陷態會引起嚴重的漏電流，增加器件的關態漏電流以及功耗。當干法刻蝕的損傷過大，會造成器件漏電嚴重，甚至出現器件難以關斷的情況。目前，雖然刻蝕損傷可以通過濕法溶液刻蝕、介質層鈍化等工藝降低，但是高密度的刻蝕損傷依然難以從根本上去除，并且刻蝕成本也較高。

因此，如何提供一種無刻蝕損傷的器件制作方法應是本領域技術人員亟待解決的。

發明內容

本申請的目的是提供一種具有鰭式結構的半導體器件及其制備方法，以去除刻蝕帶來的損傷。

為解決上述技術問題，本申請提供一種具有鰭式結構的半導體器件的制備方法，包括：

獲得形成有圖形化極性調節層的襯底；

通過調節Ⅴ族源與Ⅲ族源的輸入比生長鰭式異質結，所述鰭式異質結包括在所述襯底未被所述圖形化極性調節層覆蓋的區域的氮極性異質結，以及位于所述圖形化極性調節層上的金屬極性異質結，所述氮極性異質結和所述金屬極性異質結的高度不同；

制備電極，得到具有鰭式結構的半導體器件。

可選的，當所述金屬極性異質結的高度高于所述氮極性異質結的高度時，所述Ⅴ族源與Ⅲ族源的輸入比在2500以下，所述鰭式異質結包括在遠離所Ⅴ族源與Ⅲ族源次層疊的緩沖層、溝道層、勢壘層。

可選的，當所述金屬極性異質結的高度低于所述氮極性異質結的高度時，所述Ⅴ族源與Ⅲ族源的輸入比大于2500，所述鰭式異質結包括在遠離所述襯底方向上依次層疊的緩沖層、背勢壘層、溝道層。

可選的，所述鰭式異質結還包括插入層。

可選的，所述生長鰭式異質結包括：

采用金屬有機化合物化學氣相沉積法或者分子束外延法或者磁控濺射法，外延生長鰭式異質結。

可選的，所述氮極性異質結和所述金屬極性異質結的高度差在500nm以內。

可選的，所述襯底為氮化鎵襯底、金剛石襯底、藍寶石襯底、SiC襯底、Si襯底中的任一種。

可選的，所述鰭式異質結中鰭的寬度在5nm~3μm之間。

可選的，在所述制備電極之后還包括：

在所述具有鰭式結構的半導體器件的表面沉積鈍化層。

本申請還提供一種具有鰭式結構的半導體器件，所述具有鰭式結構的半導體器件采用上述任一種所述的具有鰭式結構的半導體器件的制備方法制得。