包括栅极半导体层的半导体器件的制作方法

本公开涉及半导体器件，更具体地，涉及一种包括栅极半导体层的半导体器件。

背景技术：

1、在现代社会，半导体器件与日常生活密切相关。具体地，功率半导体器件在交通领域（诸如电动汽车、铁路、有轨电车）、可再生能源系统（诸如太阳能发电和风力发电）以及移动设备等各领域中的重要性逐渐增加。功率半导体器件是用于处理高电压或大电流的半导体器件，并且可以在大规模电力系统或高输出电子设备中执行诸如功率转换和控制等功能。功率半导体器件具有处理高功率的能力和耐久性，可以应对大电流，并且可以承受高电压。例如，功率半导体器件可以处理数百伏至数千伏的电压和数十安培至数千安培的电流。功率半导体器件可以通过最小化功率损耗来提高电能效率。此外，功率半导体器件即使在诸如高温等环境中也可以稳定地工作。

技术实现思路

1、本公开涉及一种可以提高可靠性的半导体器件。

2、功率半导体器件可以根据所使用的材料进行分类，诸如sic功率半导体器件和gan功率半导体器件。通过使用sic或gan代替传统的硅（si）来制造功率半导体器件，可能可以补偿在高温下硅具有不稳定特性的缺点。sic功率半导体器件耐高温并且具有低功耗，并且可以适用于电动车辆、可再生能源系统等。gan功率半导体器件需要高成本，但是在速度方面高效，并且可以适用于移动设备的高速充电。

3、在一些实施方式中，一种半导体器件包括：沟道层；阻挡层，所述阻挡层设置在所述沟道层上并且包括具有与所述沟道层的能带隙不同的能带隙的材料；栅电极，所述栅电极设置在所述阻挡层上；栅极半导体层，所述栅极半导体层设置在所述阻挡层与所述栅电极之间；栅极间隔物，所述栅极间隔物设置在所述栅极半导体层的相对侧上；以及源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极设置在所述栅电极的相对侧并且连接到所述沟道层。所述栅极半导体层包括：与所述栅电极交叠的第一图案部分以及设置在所述第一图案部分的相对侧上并且与所述栅极间隔物交叠的第二图案部分，并且所述第二图案部分的一侧与所述栅极间隔物的一侧对齐。

4、在一些实施方式中，一种半导体器件包括：沟道层；阻挡层，所述阻挡层设置在所述沟道层上并且包括具有与所述沟道层的能带隙不同的能带隙的材料；栅电极，所述栅电极设置在所述阻挡层上；栅极半导体层，所述栅极半导体层设置在所述阻挡层与所述栅电极之间；栅极间隔物，所述栅极间隔物设置在所述栅极半导体层的相对侧上；以及源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极设置在所述栅电极的相对侧并且连接到所述沟道层。所述栅极半导体层包括：与所述栅电极交叠的第一图案部分以及从所述第一图案部分的至少一侧延伸并且设置在所述栅极间隔物与所述阻挡层之间的第二图案部分，并且所述第二图案部分的宽度小于所述第一图案部分的宽度。

5、在一些实施方式中，一种半导体器件包括：沟道层，所述沟道层包括gan；阻挡层，所述阻挡层设置在所述沟道层上并且包括algan；栅电极，所述栅电极设置在所述阻挡层上；硬掩模层，所述硬掩模层设置在所述栅电极上；栅极半导体层，所述栅极半导体层设置在所述阻挡层与所述栅电极之间，并且包括掺杂有p型杂质的gan；栅极间隔物，所述栅极间隔物设置在所述栅极半导体层的相对侧上，并且设置在所述栅电极的侧表面上和所述硬掩模层的侧表面上；保护层，所述保护层设置在所述阻挡层、所述栅极间隔物和所述硬掩模层上；以及源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极设置在所述栅电极的相对侧，并且连接到所述沟道层。所述栅极半导体层包括：与所述栅电极交叠的第一图案部分以及设置在所述栅极间隔物与所述阻挡层之间的第二图案部分。所述第二图案部分的厚度小于所述第一图案部分的厚度，并且所述第二图案部分的侧表面与所述栅极间隔物的侧表面对齐。

6、根据一些实施方式，可以提高半导体器件的可靠性。

1.一种半导体器件，所述半导体器件包括：

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二图案部分在第一方向上的宽度小于所述第一图案部分在所述第一方向上的宽度。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第二图案部分在所述第一方向上的宽度为0.03 μm至0.3 μm。

4.根据权利要求2所述的半导体器件，其中，所述第二图案部分包括：在所述第一方向上的宽度随着距所述阻挡层的上表面的距离增大而减小的部分。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二图案部分的厚度小于所述第一图案部分的厚度。

6.根据权利要求5所述的半导体器件，其中，所述第二图案部分的厚度为3 nm至30 nm。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述栅极间隔物接触所述第一图案部分的侧表面。

8.根据权利要求7所述的半导体器件，其中，所述栅极间隔物接触所述栅电极的侧表面。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，所述半导体器件还包括：

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述栅极半导体层还包括：

11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中，所述第三图案部分与所述栅极间隔物间隔开。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第二图案部分与所述第一图案部分间隔开。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，其中，所述栅极间隔物与所述栅电极间隔开。

14.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第一图案部分包括：

15.根据权利要求14所述的半导体器件，其中，所述第二图案层的al含量或in含量为5at%至15 at%。

16.一种半导体器件，所述半导体器件包括：

17.根据权利要求16所述的半导体器件，其中，所述第二图案部分的宽度是所述第一图案部分的宽度的1/10至1/5。

18.根据权利要求16所述的半导体器件，所述半导体器件还包括：

19.根据权利要求16所述的半导体器件，所述半导体器件还包括：

20.一种半导体器件，所述半导体器件包括：