[发明专利]一种半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

衬底、形成在所述衬底上的外延多层结构、以及形成在所述外延多层结构上的栅极结构，所述栅极结构嵌置于所述外延多层结构内，所述栅极结构依次包括栅极沟道层、栅极调制层和栅极金属层，所述栅极调制层的材料含铝组分，且所述铝组分含量是变量；

其中，所述外延多层结构包括沟道层和势垒层，所述势垒层与沟道层接触面处形成第一二维电子气层，所述第一二维电子气层位于所述栅极调制层的上下两个表面之间；所述栅极调制层内形成极化区，且所述极化区与所述第一二维电子气层形成连接。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极调制层的铝组分含量在0-50%之间调制变化，形成具有一定厚度的极化区域。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极调制层的铝组分在远离衬底的方向上呈增加变化趋势。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极调制层包括含有不同铝组分的层叠结构。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极调制层中的铝组分含量和栅极调制层的厚度成反比关系。

6.根据权利要求1-5任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极调制层的靠近所述衬底一侧的表面与所述沟道层的背离所述衬底的一侧表面之间的间距范围为2nm-30nm。

7.根据权利要求1-5任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极调制层的靠近所述衬底一侧的表面位于所述沟道层内。

8.根据权利要求1-5任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述外延多层结构还包括形成在所述沟道层的面向所述衬底一侧表面的缓冲层，所述栅极沟道层的第一表面延伸至所述缓冲层内。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极结构还包括在所述栅极调制层背离衬底一侧的p型氮化物层或/和在栅极沟道层面向衬底一侧的栅极背势垒层。

10.一种半导体器件的制造方法，其特征在于，包括：

提供一衬底；

在所述衬底上形成外延多层结构，所述外延多层结构包括沟道层和势垒层，所述势垒层与沟道层接触面处形成第一二维电子气层；

在所述外延多层结构上形成栅极结构，所述栅极结构嵌置于所述外延多层结构内，所述栅极结构包括采用二次生长工艺依次层叠形成的栅极沟道层和栅极调制层，以及栅极金属层，在形成所述栅极调制层时，使用含铝组分且所述铝组分含量是变量的材料，其中所述栅极调制层内形成极化区，所述第一二维电子气层位于所述栅极调制层的上下两个表面之间，且所述极化区与所述第一二维电子气层形成连接。