【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种半导体结构及其制作方法。
技术介绍
1、氮化镓(gan)是继si、gaas等第一、第二代半导体材料之后的第三代新型半导体材料，其作为宽禁带半导体材料有许多优点，诸如饱和漂移速度高、击穿电压大、载流子输运性能优异以及能够形成algan、ingan三元合金和alingan四元合金等，容易制作gan基的pn结。鉴于此，近几年来gan基材料和半导体器件得到了广泛和深入的研究，mocvd(metal-organic chemical vapor deposition，金属有机物化学气相沉积)技术生长gan基材料日趋成熟；在半导体器件研究方面，gan基led、lds等光电子器件以及gan基hemt等微电子器件方面的研究都取得了显著的成绩和长足的发展。
2、随着gan基材料在功率器件/显示器件上的应用的逐步深入，终端产品对gan基材料的位错密度的需求进一步提高，而按照传统模式使用主流mocvd外延设备在主流的gan基外延基板三氧化二铝(al2o3)衬底外延生长的gan基材料的位错面密度约为1～3e8/cm^3。为了制造耐更高压的gan基功率器件和更长波段的gan基led，必须进一步降低gan基材料的位错密度。
3、有鉴于此，实有必要提供一种新的半导体结构及其制作方法，以满足上述需求。
技术实现思路
1、本专利技术的专利技术目的是提供一种半导体结构及其制作方法，降低gan基材料的位错密度。
2、为实现上述目的，本专利技术的第一方
3、基底；
4、第一类型掩膜层，位于基底上；第一类型掩膜层具有第一类型窗口；第一类型掩膜层包括第一掩膜叠层，第一掩膜叠层包括靠近基底的第一掩膜层与远离基底的第二掩膜层，第一掩膜层具有第一窗口，第二掩膜层具有第二窗口，第二窗口与第一窗口贯通且构成第一类型窗口，第二窗口的横截面积大于第一窗口的横截面积，横截面为沿基底所在平面的截面；
5、第二类型掩膜层，位于第一类型掩膜层远离基底的一侧；第二类型掩膜层具有第二类型窗口；第二类型窗口与第一类型窗口贯通，第二类型窗口的横截面积小于第二窗口的横截面积。
6、可选地，第一掩膜层与第二类型掩膜层的材料相同且不同于第二掩膜层的材料。
7、可选地，第一类型掩膜层与基底之间还具有第三类型掩膜层，第三类型掩膜层具有暴露基底的第三类型窗口；第三类型窗口与第一类型窗口贯通，第三类型窗口的横截面积大于第一窗口的横截面积。
8、可选地，第一类型掩膜层还包括第二掩膜叠层，……第n掩膜叠层，n为大于等于2的整数；第m掩膜叠层包括靠近基底的第2m-1掩膜层与远离基底的第2m掩膜层，m为大于等于2且小于等于n中的任一整数，第2m-1掩膜层具有第2m-1窗口，第2m掩膜层具有第2m窗口，第2m窗口与第2m-1窗口贯通且构成至少部分第一类型窗口，第2m窗口的横截面积大于第2m-1窗口的横截面积；第二类型窗口的横截面积小于第2n窗口的横截面积。
9、可选地，第2m-1窗口的横截面积小于第2m-2窗口的横截面积。
10、可选地，第一类型掩膜层中，所有偶数掩膜层的折射率相同，所有奇数掩膜层的折射率相同，偶数掩膜层与奇数掩膜层的折射率不同以形成布拉格反射镜。
11、可选地，还包括外延层，外延层位于第一类型窗口和第二类型窗口。
12、可选地，半导体结构还包括：发光结构，位于外延层远离基底的一侧；或发光结构包括有源层，有源层位于外延层远离基底的一侧。
13、可选地，第一类型窗口与第二类型窗口分别具有多个，相邻多个第二类型窗口形成一组，位于同组的各个第二类型窗口的横截面积的大小不等或各对相邻第二类型窗口之间的间距不等。
14、可选地，第一类型窗口与第二类型窗口分别具有多个，各个第一类型窗口与第二类型窗口对应的外延层愈合成平面。
15、本专利技术的第二方面提供一种半导体结构的制作方法，包括：
16、提供基底，在基底上依次形成第一类型掩膜层与第二类型掩膜层；第一类型掩膜层具有第一类型窗口；第一类型掩膜层包括第一掩膜叠层，第一掩膜叠层包括靠近基底的第一掩膜层与远离基底的第二掩膜层，第一掩膜层具有第一窗口，第二掩膜层具有第二窗口，第二窗口与第一窗口贯通且构成第一类型窗口，第二窗口的横截面积大于第一窗口的横截面积，横截面为沿基底所在平面的截面；第二类型掩膜层具有第二类型窗口；第二类型窗口与第一类型窗口贯通，第二类型窗口的横截面积小于第二窗口的横截面积。
17、可选地，制作方法还包括：以第一类型掩膜层与第二类型掩膜层为掩膜，对基底进行外延生长工艺形成外延层，外延层填满第一类型窗口和第二类型窗口。
18、可选地，第一掩膜层与第二类型掩膜层的材料相同且不同于第二掩膜层的材料；
19、在基底上依次形成第一类型掩膜层与第二类型掩膜层包括：
20、在基底上依次形成第一类型掩膜材料层与第二类型掩膜材料层，第一类型掩膜材料层包括第一掩膜材料叠层，第一掩膜材料叠层包括靠近基底的第一掩膜材料层与远离基底的第二掩膜材料层；
21、刻蚀第二类型掩膜材料层与第一类型掩膜材料层形成暴露基底的开口；
22、经开口侧向腐蚀第二掩膜材料层形成第二窗口，开口位于第一掩膜材料层的区段形成第一窗口，开口位于第二类型掩膜材料层的区段形成第二类型窗口。
23、可选地，在基底上形成第一类型掩膜层步骤前，还包括：在基底上形成第三类型掩膜层，第三类型掩膜层具有暴露基底的第三类型窗口；第三类型窗口与第一类型窗口贯通，第三类型窗口的横截面积大于第一窗口的横截面积。
24、可选地，第一掩膜层与第二类型掩膜层的材料相同，第二掩膜层与第三类型掩膜层的材料相同且不同于第一掩膜层的材料；
25、在基底上依次形成第一类型掩膜层与第二类型掩膜层包括：
26、在基底上依次形成第三类型掩膜材料层、第一类型掩膜材料层与第二类型掩膜材料层，第一类型掩膜材料层包括靠近基底的第一掩膜材料层与远离基底的第二掩膜材料层；
27、刻蚀第二类型掩膜材料层、第一类型掩膜材料层与第三类型掩膜材料层形成暴露基底的开口；
28、经开口侧向腐蚀第二掩膜材料层形成第二窗口、侧向腐蚀第三类型掩膜材料层形成第三类型窗口，开口位于第一掩膜材料层的区段形成第一窗口，开口位于第二类型掩膜材料层的区段形成第二类型窗口。
29、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
30、使用具有第一类型掩膜层与第二类型掩膜层的半导体结构作为外延生长的基底，第一类型掩膜层中具有第一类型窗口，第一类型窗口包括靠近基底的第一窗口与远离基底的第二窗口，第二窗口的横截面积大于第一窗口的横截面积，第二类型掩膜层中具有第二类型窗口，第二类型窗口的横截面积小于第二窗口的横截面积。利用第一窗口→第二窗口→第二类型窗口为小尺寸→大尺寸→小尺寸，从小尺寸→本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一掩膜层(121)与所述第二类型掩膜层(12)的材料相同且不同于所述第二掩膜层(122)的材料。
3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一类型掩膜层(11)与所述基底(10)之间还具有第三类型掩膜层(13)，所述第三类型掩膜层(13)具有暴露所述基底(10)的第三类型窗口(130)；所述第三类型窗口(130)与所述第一类型窗口(110)贯通，所述第三类型窗口(130)的横截面积大于所述第一窗口(121a)的横截面积。
4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一类型掩膜层(11)还包括第二掩膜叠层，……第N掩膜叠层(11n)，N为大于等于2的整数；第M掩膜叠层(11m)包括靠近所述基底(10)的第2M-1掩膜层(12(2m-1))与远离所述基底(10)的第2M掩膜层(12(2m))，M为大于等于2且小于等于N中的任一整数，所述第2M-1掩膜层(12(2m-1))具有第2M-1窗口(12(2m-1)a)，所述第2M掩膜层(12
5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述第2M-1窗口(12(2m-1)a)的横截面积小于所述第2M-2窗口的横截面积。
6.根据权利要求4或5所述的半导体结构，其特征在于，所述第一类型掩膜层(11)中，所有偶数掩膜层的折射率相同，所有奇数掩膜层的折射率相同，所述偶数掩膜层与所述奇数掩膜层的折射率不同以形成布拉格反射镜。
7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括外延层(21)，所述外延层(21)位于所述第一类型窗口(110)和所述第二类型窗口(120)。
8.根据权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，还包括：发光结构(22)，位于所述外延层(21)远离所述基底(10)的一侧；或所述发光结构(22)包括有源层(221)，所述有源层(221)位于所述外延层(21)远离所述基底(10)的一侧。
9.根据权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述第一类型窗口(110)与所述第二类型窗口(120)分别具有多个，相邻多个所述第二类型窗口(120)形成一组，位于同组的各个所述第二类型窗口(120)的横截面积(D)的大小不等或各对相邻所述第二类型窗口(120)之间的间距不等。
10.根据权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述第一类型窗口(110)与所述第二类型窗口(120)分别具有多个，各个所述第一类型窗口(110)与所述第二类型窗口(120)对应的所述外延层(21)愈合成平面。
11.一种半导体结构的制作方法，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，制作方法还包括：以所述第一类型掩膜层(11)与所述第二类型掩膜层(12)为掩膜，对所述基底(10)进行外延生长工艺形成外延层(21)，所述外延层(21)填满所述第一类型窗口(110)和所述第二类型窗口(120)。
13.根据权利要求11所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一掩膜层(121)与所述第二类型掩膜层(12)的材料相同且不同于所述第二掩膜层(122)的材料；
14.根据权利要求11所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，在所述基底(10)上形成第一类型掩膜层(11)步骤前，还包括：在所述基底(10)上形成第三类型掩膜层(13)，所述第三类型掩膜层(13)具有暴露所述基底(10)的第三类型窗口(130)；所述第三类型窗口(130)与所述第一类型窗口(110)贯通，所述第三类型窗口(130)的横截面积大于所述第一窗口(121a)的横截面积。
15.根据权利要求14所述的半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一掩膜层(121)与所述第二类型掩膜层(12)的材料相同，所述第二掩膜层(122)与所述第三类型掩膜层(13)的材料相同且不同于所述第一掩膜层(121)的材料；
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一掩膜层(121)与所述第二类型掩膜层(12)的材料相同且不同于所述第二掩膜层(122)的材料。
3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一类型掩膜层(11)与所述基底(10)之间还具有第三类型掩膜层(13)，所述第三类型掩膜层(13)具有暴露所述基底(10)的第三类型窗口(130)；所述第三类型窗口(130)与所述第一类型窗口(110)贯通，所述第三类型窗口(130)的横截面积大于所述第一窗口(121a)的横截面积。
4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一类型掩膜层(11)还包括第二掩膜叠层，……第n掩膜叠层(11n)，n为大于等于2的整数；第m掩膜叠层(11m)包括靠近所述基底(10)的第2m-1掩膜层(12(2m-1))与远离所述基底(10)的第2m掩膜层(12(2m))，m为大于等于2且小于等于n中的任一整数，所述第2m-1掩膜层(12(2m-1))具有第2m-1窗口(12(2m-1)a)，所述第2m掩膜层(12(2m))具有第2m窗口(12(2m)a)，所述第2m窗口(12(2m)a)与所述第2m-1窗口(12(2m-1)a)贯通且构成至少部分所述第一类型窗口(110)，所述第2m窗口(12(2m)a)的横截面积大于所述第2m-1窗口(12(2m-1)a)的横截面积；所述第二类型窗口(120)的横截面积小于所述第2n窗口(12(2n)a)的横截面积。
5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，所述第2m-1窗口(12(2m-1)a)的横截面积小于所述第2m-2窗口的横截面积。
6.根据权利要求4或5所述的半导体结构，其特征在于，所述第一类型掩膜层(11)中，所有偶数掩膜层的折射率相同，所有奇数掩膜层的折射率相同，所述偶数掩膜层与所述奇数掩膜层的折射率不同以形成布拉格反射镜。
7.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括外延层(21)，所述外延层(21)位于所述第一类型窗口(110)和所述第二类型窗口(120)。
8.根据权利要求7所述的半...
【专利技术属性】
技术研发人员：程凯，
申请(专利权)人：苏州晶湛半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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