外延结构及其制备方法、半导体器件及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115548111A(43)申请公布日2022.12.30(21)申请号202110733583.9(22)申请日2021.06.30(71)申请人苏州能讯高能半导体有限公司地址215300江苏省苏州市昆山市高新区晨丰路18号(72)发明人钱洪途裴轶其他发明人请求不公开姓名(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师岳晓萍(51)Int.Cl.H01L29/778(2006.01)H01L21/335(2006.01)H01L29/06(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图8页(54)发明名称外延结构及其制备方法、半导体器件及其制备方法(57)摘要本发明实施例公开了一种外延结构及其制备方法、半导体器件及其制备方法，该外延结构包括：衬底；半导体层，位于衬底一侧，半导体层远离衬底一侧的表面为金属极性面；氮极性面帽层，位于半导体层远离衬底的一侧。具有金属极性面的半导体层和氮极性面帽层形成复合极性外延结构，形成半导体器件时，具有强负电性的氮极性面帽层，在常温下即可与源极和漏极形成良好的欧姆接触，无需高温处理，能够降低工艺难度，半导体层可作为氮极性面帽层的湿法腐蚀自停止层，稳定阈值电压同时可提高跨导，从而提高器件性能。CN115548111ACN115548111A权利要求书1/2页1.一种半导体器件的外延结构，其特征在于，包括：衬底；半导体层，位于所述衬底一侧，所述半导体层远离所述衬底一侧的表面为金属极性面；氮极性面帽层，位于所述半导体层远离所述衬底的一侧。2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述半导体层包括：金属极性面势垒层和位于所述金属极性面势垒层靠近所述衬底一侧的沟道层，所述金属极性面势垒层与所述沟道层形成异质结结构。3.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于，所述氮极性面帽层还包括n型掺杂材料；所述n型掺杂材料包括硅、锗、碳和氧中的至少一种；所述n型掺杂材料的掺杂浓度为D，1017/cm3≤D≤1020/cm3。4.一种半导体器件，其特征在于，包括：外延结构和电极结构；所述外延结构包括：衬底；半导体层，位于所述衬底一侧，所述半导体层远离所述衬底一侧的表面为金属极性面；氮极性面帽层，位于所述半导体层远离所述衬底的一侧，所述氮极性面帽层中设置有第一开口，所述第一开口贯穿所述氮极性面帽层；所述电极结构包括源极、栅极和漏极；所述源极和所述漏极位于所述氮极性面帽层远离所述衬底的一侧，且所述源极和所述漏极均与所述氮极性面帽层形成欧姆接触；至少部分所述栅极位于所述第一开口内，且所述栅极与所述氮极性面帽层绝缘。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括钝化层，至少部分所述钝化层位于所述第一开口内，所述栅极通过所述钝化层与所述氮极性面帽层绝缘。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，位于所述第一开口内的钝化层中设置有第二开口，所述第二开口至少部分贯穿所述钝化层；至少部分所述栅极位于所述第二开口内。7.根据权利要求6所述的半导体器件，其特征在于，所述第二开口贯穿所述钝化层，且所述第二开口停止在所述半导体层远离所述衬底一侧的表面；所述栅极与所述半导体层接触。8.一种半导体器件的外延结构的制备方法，用于制备权利要求1‑3任一项所述的外延结构，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底一侧制备半导体层，所述半导体层远离所述衬底一侧的表面为金属极性面；在所述半导体层远离所述衬底的一侧制备氮极性面帽层。9.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：提供衬底；在所述衬底一侧制备半导体层，所述半导体层远离所述衬底一侧的表面为金属极性面；2CN115548111A权利要求书2/2页在所述半导体层远离所述衬底的一侧制备氮极性面帽层，在所述氮极性面帽层中形成第一开口，所述第一开口贯穿所述氮极性面帽层；在所述氮极性面帽层远离所述衬底的一侧制备源极和漏极，所述源极和所述漏极均与所述氮极性面帽层形成欧姆接触；至少在所述第一开口内制备栅极，所述栅极与所述氮极性面帽层绝缘；所述源极、所述栅极和所述漏极构成电极结构。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：至少在所述第一开口内制备钝化层，所述栅极通过所述钝化层与所述氮极性面帽层绝缘。11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：在位于所述第一开口内的钝化层中形成第二开口，所述第二开口至少部分贯穿所述钝化层；至少在所述第二开口内制备栅极。12.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在所述氮极性面帽层中形成第一开口，包括：采用碱性溶液腐蚀所述氮极性面帽层，在所述氮极性面帽层中形成第一开口，所述第一开口贯穿所述氮极性面帽层。3CN11554