[实用新型]半导体结构

说明书

本申请提供一种半导体结构。该半导体结构包括：衬底；依次层叠设置于衬底上的成核层、缓冲层、背势垒层、沟道层、势垒层；与所述势垒层相接触的源极和漏极；设于所述势垒层上除所述源极和所述漏极以外区域的冒层；设置于冒层上除源极、漏极、栅极以外区域的钝化层；设于所述冒层上的栅极；其中，成核层的材料为AlN；背势垒层厚度大于1nm；沟道层的厚度小于300nm；势垒层的厚度为1nm‑10nm；冒层的厚度大于0.1nm；该半导体结构还包括：设于缓冲层与背势垒层之间的过渡层、以及设于背势垒层与沟道层之间的插入层。本申请通过设置半导体结构的整体结构以及关键结构层的厚度，能够进一步提高器件的性能。

技术领域

本申请涉及半导体领域，尤其涉及一种半导体结构。

背景技术

目前，第三代宽禁带半导体材料氮化镓由于具有禁带宽度大、电子饱和漂移速度高、击穿场强高、导热性能好等特点，所以比硅和砷化镓更适合于制作高温、高频、高压和大功率的器件。氮化镓器件在高频大功率微波器件方面有很好的应用前景，从20世纪90年代至今，氮化镓器件的研制一直是电子器件研究的热点之一。由于氮化镓本征衬底的缺乏，氮化镓器件都是在异质衬底上制成，比如说蓝宝石、碳化硅和硅。而这几种衬底当中，材料为硅的衬底具有最大的尺寸(200mm)和最低的价格，因此在衬底上生长氮化镓材料和器件引起了人们的广泛关注。

但是，由于硅材料和氮化物之间巨大的晶格失配和热失配，在衬底上生长氮化镓外延膜十分困难。首先需要生长氮化铝来阻止镓原子和衬底之间的反应，在氨气氛围内镓原子会起到刻蚀衬底的作用。另外，氮化镓在衬底上的浸润很差，非常困难得到均匀连续的氮化镓外延膜。因此，如何能够有效抑制失配位错的形成、降低位错密度是亟待解决的技术难题。

实用新型内容

本申请提供一种半导体结构，通过设置半导体结构的整体结构、以及关键结构层的厚度，能够进一步提高器件的性能。

为实现上述目的，根据本申请实施例提供一种半导体结构，所述半导体结构包括：

衬底；

依次层叠设置于所述衬底上的成核层、缓冲层、背势垒层、沟道层、势垒层；

与所述势垒层相接触的源极和漏极；

设于所述势垒层上除所述源极和所述漏极以外区域的冒层；

设于所述冒层上的栅极；

设于所述冒层上除所述源极、所述漏极及所述栅极以外区域的钝化层；

其中，所述成核层的材料为AlN；所述背势垒层厚度大于1nm；所述沟道层的厚度小于300nm；所述势垒层的厚度为1nm-10nm；所述冒层的厚度大于 0.1nm；

所述半导体结构还包括：

过渡层，所述过渡层设于所述缓冲层与所述背势垒层之间；

插入层，所述插入层设于所述背势垒层与所述沟道层之间，所述插入层的材料为InGaN。

可选的，所述缓冲层的材料包括GaN、AlGaN、AlN中的一种。

可选的，所述背势垒层的材料包括GaN、AlGaN、AlN中的一种。

可选的，所述沟道层的材料包括GaN、InGaN中的一种。

可选的，所述势垒层的材料为AlN、GaN、AlGaN中的一种。

可选的，所述冒层的材料包括SiN、GaN中的一种。

可选的，所述衬底的材料包括Si、SiC、Al₂O₃中的一种。