[发明专利]半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种制造半导体装置的方法，其特征在于，包括：

提供衬底结构，所述衬底结构包括衬底、以及形成在衬底表面上的鳍片式势垒层；

在所述鳍片式势垒层的表面上形成量子阱材料层；以及

在量子阱材料层上形成势垒材料层；

其中所述量子阱材料层适于在其中形成电子气；

其中，提供衬底结构的步骤包括：

在基底层的表面上形成第一缓冲层，在第一缓冲层的表面上形成第二缓冲层，在第二缓冲层的表面上形成势垒层；

对势垒层进行图案化，以形成所述鳍片式势垒层；

其中第一缓冲层的材料为SiGe或GaAs，第二缓冲层的材料为AlAs。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述衬底表面上还形成有与所述鳍片式势垒层横向邻接的绝缘部；并且，

在所述鳍片式势垒层的表面上形成量子阱材料层的步骤包括：

在所述鳍片式势垒层的未被所述绝缘部覆盖的表面上形成量子阱材料层。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括:

形成栅极结构，所述栅极结构包括在势垒材料层的一部分和绝缘部的一部分上的栅极绝缘层、在栅极绝缘层上的栅极、以及用于所述栅极的间隔物。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

形成栅极结构，所述栅极结构包括至少在所述势垒材料层的一部分上的栅极绝缘层、在栅极绝缘层上的栅极、以及用于所述栅极的间隔物。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，还包括：

以栅极结构为掩模进行蚀刻，直至暴露出鳍片式势垒层的一部分；

对栅极结构下方的量子阱材料层和势垒材料层进行底切，扩大鳍片式势垒层的被暴露部分；

在鳍片式势垒层的被暴露部分上生长半导体材料以形成源区和漏区。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述基底层的材料为硅。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

鳍片式势垒层的材料为InAlAs；

量子阱材料层的材料为InGaAs；并且

势垒材料层的材料为InP。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

鳍片式势垒层的厚度范围为10-500nm；

量子阱材料层的厚度范围为10-100nm；和/或

势垒材料层的厚度范围为10-100nm。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述量子阱材料层的形成和/或所述势垒材料层的形成包括选择性外延生长。

10.一种半导体装置，其特征在于，包括：

衬底；

在所述衬底表面上的鳍片式势垒层；

在所述鳍片式势垒层表面上的量子阱材料层；以及

在量子阱材料层上的势垒材料层；

其中所述量子阱材料层适于在其中形成电子气；

其中，衬底包括基底层，在基底层表面上的第一缓冲层，在第一缓冲层表面上的第二缓冲层；

其中第一缓冲层的材料为SiGe或GaAs，第二缓冲层的材料为AlAs。

11.如权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，还包括：

在所述衬底表面上的与所述鳍片式势垒层横向邻接的绝缘部；并且，

所述量子阱材料层形成在所述鳍片式势垒层的未被所述绝缘部覆盖的表面上。

12.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，还包括:

栅极结构，其中所述栅极结构包括在势垒材料层的一部分和绝缘部的一部分上的栅极绝缘层、在栅极绝缘层上的栅极、以及用于所述栅极的间隔物。

13.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，还包括：

栅极结构，其中所述栅极结构包括至少在所述势垒材料层的一部分上的栅极绝缘层、在栅极绝缘层上的栅极、以及用于所述栅极的间隔物。

14.根据权利要求12或13所述的半导体装置，其特征在于，还包括：

在鳍片式势垒层的被暴露部分上形成的源区和漏区。

15.根据权利要求10所述的半导体装置，其特征在于，

所述基底层的材料为硅。