[发明专利]第三代半导体结构及其制造方法

说明书

本发明涉及半导体制造的技术领域，公开了一种第三代半导体结构及其制造方法，所述第三代半导体结构包括：衬底；设置于所述衬底上的缓冲层；设置于所述缓冲层上的集电极层；设置于所述集电极层上的基电极层；设置于所述基电极层上的异质外延层，所述异质外延层包括A l GaN；设置于所述异质外延层上的射电极层。通过在基电极层和射电极层之间设置一层异质外延层，从而形成二维电子气层，获得较高的电子迁移率，从而提高第三代半导体结构在作用于放大器时的放大功率比值，并且，通过调整异质外延层中的Al原子和Ga原子之间的浓度配比，在维持二维电子气层这个重要结构的同时，达到调整第三代半导体结构的禁带电子能量的目的。

技术领域

本发明涉及半导体制造的技术领域，尤其涉及一种第三代半导体结构及其制造方法。

背景技术

在半导体工业中，通常采用基于IV族元素(例如硅)的半导体器件和/或基于锗的半导体器件来形成半导体结构。具体而言，在半导体工业中，通常可以低成本地获得包含硅、硅锗合金或者硅碳合金的硅基半导体。

由于GaN的禁带宽度大、击穿电压高、电子饱和漂移速度高，具有优良的电学和光学特性以及良好的化学稳定性，使其在高频大功率、高温电子器件等方面倍受青睐。

在现有的技术中，所形成的半导体结构用作于放大器时，放大功率比值仍然较小且无法调整。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种第三代半导体结构及其制造方法，旨在解决放大功率比值仍然较小且无法调整的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种第三代半导体结构，所述第三代半导体结构包括：

衬底；

缓冲层，设置于所述衬底上；

集电极层，设置于所述缓冲层上；

基电极层，设置于所述集电极层上；

异质外延层，设置于所述基电极层上；

射电极层，设置于所述异质外延层上。

进一步地，在一实施方式中，所述异质外延层包括AlGaN。

进一步地，在一实施方式中，所述异质外延层中Al的浓度从所述基电极层向所述射电极层逐渐递减至零。

进一步地，在一实施方式中，所述异质外延层中Al原子和Ga原子的初始浓度配比为Al：Ga＝x：1-x。

进一步地，在一实施方式中，所述异质外延层包括第一异质外延层和第二异质外延层，所述第一异质外延层设置于所述集电极层上，所述第二异质外延层设置于所述第一异质外延层上，所述射电极层设置于所述第二异质外延层上。

进一步地，在一实施方式中，所述第一异质外延层中Al原子和Ga原子的初始浓度配比范围为0.15：0.85-0.80：0.20；

所述第一异质外延层的厚度为50-70nm，所述第二异质外延层的厚度为10-30nm。

进一步地，在一实施方式中，所述集电极层的厚度为1400nm-1800nm，所述基电极层的厚度为100nm-140nm，所述异质外延层的厚度为60-100nm，所述射电极层的厚度为100nm-120nm。

本发明还提供一种第三代半导体结构的制造方法，所述制造方法包括：

提供一衬底；

于所述衬底上外延淀积一缓冲层；

于所述缓冲层上外延淀积一集电极层；

于所述集电极层上外延淀积一基电极层；

于所述基电极层上外延淀积一异质外延层，所述异质外延层包括AlGaN；