[发明专利]半导体器件的制备方法及其结构

权利要求书

1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：

在衬底上制备缓冲层，并在所述缓冲层上由下而上依次外延形成第一薄膜层和第二薄膜层，所述第一薄膜层与所述第二薄膜层之间形成有二维电子气导电沟道；

在所述第二薄膜层的上表面由下而上依次沉积第一介质层和第二介质层；其中，所述第一介质层在第一方向上的厚度比所述第二介质层在所述第一方向上的厚度小，所述第一方向为薄膜沉积垒叠方向或者垂直于半导体器件表面的方向；

通过光刻和刻蚀工艺将所述第二介质层制备为第一结构，所述第一结构位于所述第一介质层的上表面，所述第一结构用于制备半导体器件的栅极；

以所述第一结构为掩膜刻蚀所述第一介质层，并停止在所述第二薄膜层的上表面以形成源漏区域，所述源漏区域位于所述第一结构的两侧，所述源漏区域用于制备所述半导体器件的源漏极；

其中，刻蚀后的所述第一介质层在第二方向上的尺寸小于所述第一结构在所述第二方向上的尺寸，所述第二方向为薄膜表面延展方向或者平行于半导体器件表面的方向；

刻蚀后的所述第一介质层在所述第二方向上的尺寸由所述第一介质层在所述第一方向上的厚度和湿法腐蚀所述第一介质层的时长确定；其中，在湿法腐蚀所述第一介质层的时长相同下，若所述第一介质层在所述第一方向上的厚度越小，则刻蚀后的所述第一介质层在所述第二方向上的尺寸越大；在所述第一介质层在所述第一方向上的厚度相同下，若湿法腐蚀所述第一介质层的时长越大，则刻蚀后的所述第一介质层在所述第二方向上的尺寸越小；在所述第一介质层在所述第一方向上的厚度相同下，若湿法腐蚀所述第一介质层的时长超过预设阈值，则刻蚀后的所述第一介质层在所述第二方向上的尺寸保持不变。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一介质层的湿法腐蚀速率比所述第二介质层的湿法腐蚀速率高，以及所述第一介质层的湿法腐蚀速率比所述第二薄膜层的湿法腐蚀速率高。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一薄膜层包括沟道层；或者，所述第一薄膜层包括所述沟道层和背势垒层；

所述第二薄膜层包括势垒层；或者，所述第二薄膜层包括势垒层和第三介质层。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述衬底为硅Si、氮化镓GaN、碳化硅SiC、蓝宝石或金刚石中的一种材料构成的单晶结构；和/或，

所述缓冲层为氮化铝AlN、GaN、氮化镓铝AlGaN中的至少一种材料构成的单层或多层结构；和/或，

所述第一薄膜层为GaN材料构成的单层结构或者AlGaN、氮化镓铟InGaN、GaN中的至少两种材料构成的多层结构；和/或，

所述第二薄膜层为AlGaN、InGaN、氮化铝铟InAlN、氮化镓铝铟InAlGaN、GaN、氮化硅SiN_x、AlN、氧化铝Al₂O₃、氮氧化铝AlON、氮氧化硅SiO_xN_y、氧化铪HfO₂、氧化硅SiO₂中的至少一种材料构成的单层或多层结构；和/或，

所述第一介质层为SiO₂、AlN、HfO₂中的至少一种材料构成的单层结构，所述第一介质层在所述第一方向上的厚度为5-50nm；和/或，

所述第二介质层为SiN_x、AlN、Al₂O₃、AlON、SiO_xN_y、HfO₂、SiO₂中的至少一种材料构成的单层或多层结构，所述第二介质层在所述第一方向上的厚度为50-300nm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过光刻和刻蚀工艺将所述第二介质层制备为第一结构，包括：

在所述第二介质层上使用光刻图形化工艺得到第一掩膜层；

以所述第一掩膜层为掩膜刻蚀所述第二介质层，并停止在所述第一介质层的上表面以形成所述第一结构。