[发明专利]一种半导体器件、制造方法及其应用

说明书

本公开内容提供一种半导体器件及其制作方法，所述器件包括一衬底，在所述衬底上的第一绝缘层，形成在所述衬底上的多个沟槽，所述沟槽的一侧壁上具有一成核层，以及通过所述成核层沿着所述沟槽形成的第一半导体层，以及籍由所述第一半导体层形成的所述半导体器件。本公开内容有助于实现如下效果之一：能实现较高的高宽比、更高的集成密度、降低导通电阻、提高阈值电压、实现常关状态、提供高功率、高可靠性、适合平面化工艺、制备方法简单、减低成本等。

技术领域

本公开内容涉及半导体器件领域，更具体而言，涉及一种具有III族氮化物半导体器件、制造方法及其应用。

背景技术

III族氮化物半导体是一种重要的新型半导体材料，主要包括AlN、GaN、InN及这些材料的化合物如AlGaN、InGaN、AlInGaN等。利用所述III族氮化物半导体具有直接带隙、宽禁带、高击穿电场强度等优点，通过器件结构与工艺的优化设计，III族氮化物半导体在功率半导体领域拥有巨大前景。III族氮化物半导体的一个重要器件类型是高电子迁移率和高空穴迁移率晶体管，开发具有高耐受电压、高功率和低导通电阻等高性能的高电子迁移率和高空穴迁移率晶体管是期望的。

现有的高电子迁移率和高空穴迁移率晶体管结构设计，单位面积上的集成度不够高，以及现有的高电子迁移率和高空穴迁移率晶体管多为常开型器件，对节约能源和应用安全也很不利。基于此，本公开内容提供一种新颖的半导体器件结构及其制造方法，旨在克服上述缺陷，提供工艺简单、成本低廉、具有较高高宽比、在单位面积上实现更高的沟道密度，具有高耐受电压、高功率和低导通电阻等高性能的安全、节能的半导体器件。

发明内容

在下文中将给出关于本公开内容的简要概述，以便提供关于本公开内容某些方面的基本理解。应当理解，此概述并不是关于本公开内容的穷举性概述。它并不是意图确定本公开内容的关键或重要部分，也不是意图限定本公开内容的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本公开内容的一方面，提供一种半导体器件的制造方法，包括：

步骤1：提供一衬底，所述衬底具有第一表面；

步骤2：在所述衬底的第一表面上形成第一绝缘层，所述第一绝缘层具有与所述衬底的第一表面平行的第一表面；

步骤3：刻蚀所述第一绝缘层和部分的所述衬底，形成多个垂直的间隔排列的第一台阶结构和第二台阶结构；所述多个第一台阶结构的第一表面和第二台阶结构的第二表面的下部分别由所述衬底的第二表面和第三表面构成，所述多个第一台阶结构的第一表面和第二台阶结构的第二表面的上部分别由所述第一绝缘层的第二表面和第三表面构成；

步骤4：在所述第一台阶结构和第二台阶结构的第三表面上形成第二绝缘层；

步骤5：在所述第一台阶结构的由所述衬底的第三表面构成的第二表面上形成一单晶成核层，同时在所述第二台阶结构的由所述衬底的第二表面构成的第一表面上形成一单晶成核层；

步骤6：以所述单晶成核层为成核中心，侧向外延生长第一半导体层。

根据本公开内容的另一方面，提供一种半导体器件的制造方法，包括：

步骤1：提供一衬底，所述衬底具有第一表面；

步骤2：在所述衬底的第一表面上形成第一绝缘层，所述第一绝缘层具有与所述衬底的第一表面平行的第一表面；

步骤3：刻蚀所述第一绝缘层和部分的所述衬底，形成多个垂直的间隔排列的第一沟槽和第二沟槽；所述多个第一和第二沟槽的第一表面和第二表面的下部由所述衬底的第二表面和第三表面构成，所述多个第一和第二沟槽的第一表面和第二表面的上部由所述第一绝缘层的第二表面和第三表面构成；

步骤4：在所述第一和第二沟槽的第三表面上形成一第二绝缘层；