上海新微半导体有限公司

本发明提供了一种GaSb基量子阱外延结构及其制备方法。外延结构包括GaSb衬底；有源区，位于GaSb衬底之上，至少一个阱层，阱层为由InAs层和InGaSb层构成的数字合金结构，且InAs层与InGaSb层的厚度比例沿生长方向渐变，以使阱层具有非矩形能带轮廓；以及第一数字合金波导层和第二数字合金波导层，形成于有源区两侧，均由多个第一周期单元和多个第二周期单元交替堆叠而成，第一周期单元依次包含第一AlSb层、AlAs层和第二AlSb层，第二周期单元为中间AlSb层。本申请通过阱层的非矩形能带轮廓有效进行应变补偿或抑制弛豫，并实现波长的精准调控，同时通过AlSb/AlAs/AlSb数字合金结构增强了对空穴的限制，降低了阈值电流密度，提升了器件性能。

本发明提供一种半导体器件的形成方法，先形成底部栅极，然后形成第一保护层，第一保护层覆盖底部栅极并延伸覆盖凹槽的内壁以及欧姆接触层的顶面和侧面；在第一保护层上形成图形化的第二光刻胶层，图形化的第二光刻胶层暴露出底部栅极上方的部分第一保护层；以图形化的第二光刻胶层为掩膜，刻蚀暴露出的第一保护层，以暴露底部栅极的顶面；形成顶部栅极，顶部栅极位于底部栅极上并与底部栅极电性连接；剥离图形化的第二光刻胶层。由于底部栅极和顶部栅极分为两步形成，底部栅极的形貌较为规则，不易剥落，提高了工艺窗口，并通过形成第一保护层来保护底部栅极以及凹槽，可以避免后续制程损伤凹槽，并避免损伤底部栅极与沟道层之间的肖特基接触。