[发明专利]化合物半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种化合物半导体装置，包括：

通道层，其包含III-V族氮化物半导体；

在所述通道层上形成的AlN层，其具有允许在其中露出所述通道层的第一开口；

在所述AlN层上形成的电子供体层，所述电子供体层具有允许通过所述第一开口在其中露出所述通道层的第二开口，并包含III-V族氮化物半导体；和

在所述通道层上形成的栅极，以填充所述第一开口和所述第二开口。

2.根据权利要求1所述的化合物半导体装置，其中所述栅极填充所述第二开口，且至少覆盖所述第一开口和所述第二开口的内壁表面的栅极绝缘膜置于所述栅极和所述第二开口之间。

3.根据权利要求1所述的化合物半导体装置，还包括在所述通道层上堆叠的第一AlGaN层、第二AlGaN层和第三AlGaN层，

其中所述第二AlGaN层的Al含量大于所述第一AlGaN层和所述第三AlGaN层中的Al含量。

4.根据权利要求1所述的化合物半导体装置，

其中形成具有等于或大于1nm并等于或小于2nm的厚度的所述AlN层。

5.根据权利要求1所述的化合物半导体装置，

其中使所述栅极从所述通道层上突出的部分的宽度比填充所述第一开口和所述第二开口的部分的宽度大，以得到锤头形的横截面。

6.一种制造化合物半导体装置的方法，包括：

形成包含III-V族氮化物半导体的通道层；

在所述通道层上形成AlN层；

在所述AlN层上形成包含III-V族氮化物半导体的电子供体层；

在所述电子供体层形成第一开口，以允许其中露出AlN层；

通过所述第一开口在所述AlN层形成的第二开口，以允许其中露出所述通道层；和

在所述通道层上形成栅极，以填充所述第一开口和所述第二开口。

7.根据权利要求6所述的制造化合物半导体装置的方法，

其中通过干法蚀刻在所述电子供体层形成所述第一开口，和

通过湿法蚀刻在所述AlN层形成所述第二开口。

8.根据权利要求7所述的制造化合物半导体装置的方法，

其中通过使用磷酸溶液的湿法蚀刻形成所述第二开口。

9.根据权利要求6所述的制造化合物半导体装置的方法，还包括：

形成栅极绝缘膜，以至少覆盖所述第一开口和所述第二开口的内壁表面；

其中形成所述栅极，以填充所述第一开口和所述第二开口，同时所述栅极绝缘膜置于所述第一开口、所述第二开口与所述栅极之间。

10.根据权利要求9所述的制造化合物半导体装置的方法，

其中通过PE-CVD工艺或ALD工艺形成所述栅极绝缘膜。

11.根据权利要求6所述的制造化合物半导体装置的方法，还包括：

在所述通道层上叠置第一AlGaN层、第二AlGaN层和第三AlGaN层；

其中所述第二AlGaN层的Al含量大于所述第一AlGaN层和所述第三AlGaN层中的Al含量。

12.根据权利要求6所述的制造化合物半导体装置的方法，其中形成具有大于等于1nm且小于等于2nm的厚度的AlN层。

13.根据权利要求6所述的制造化合物半导体装置的方法，

其中使所述栅极伸出所述通道层之上的部分的宽度比填充所述第一开口和所述第二开口的部分的宽度大，以得到锤头形横截面。