CN109786453B - 半导体器件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种半导体器件及其制作方法，涉及半导体技术领域。该半导体器件包括衬底、第一半导体层、第二半导体层、欧姆电极和金属电极。金属电极包括电极沟槽和电极侧翼，通过电极侧翼结构的具体设计，进一步扩展了二维电子气耗尽宽度，调制电场分布。本发明所述的半导体器件能够解决半导体器件结构在反偏电压下漏电较大的问题，进一步提高半导体器件的反向击穿电压。

Description

半导体器件及其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种半导体器件及其制作方法。

背景技术

在高压开关应用领域中，希望半导体器件具有反向漏电小、反向耐压大的特性。基于宽禁带半导体材料，例如氮化镓、碳化硅、金刚石半导体器件逐渐成为研究的热点。

例如，氮化镓材料主要是在异质材料上外延生长而得，基于铝镓氮/氮化镓异质结构所形成的水平方向的高电子迁移率的二维电子气沟道制作的高电子迁移率器件(HEMT)已经被广泛的应用于射频和电力电子领域。一方面是因为氮化镓是宽禁带半导体材料具有比硅材料大10倍左右临界击穿电场以及相应的高耐压的特性，另一方面是由于二维电子气沟道能够提供非常小的导通电阻，从而减少开关器件的功率损耗。因此，基于铝镓氮/氮化镓异质结构的半导体器件逐渐成为业界的重要研究方向。

但是，在高反偏电压的工作条件下，由于半导体器件的强电场将集中分布于三极管的栅极边缘或者是二极管的阳极边缘，很容易导致栅极或者阳极的性能退化，例如反向漏电的增加，电极的击穿，因此无法实现真正的耐高压半导体器件。

因此，如何进一步降低半导体器件的漏电，提高反偏击穿电压，仍然是目前实现高耐压半导体器件技术实现的难题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种半导体器件及其制作方法。

本发明提供的技术方案如下：

一种半导体器件，包括：

衬底；

位于所述衬底一侧的第一半导体层；

位于所述第一半导体层远离所述衬底一侧的第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层的界面处形成二维电子气；

位于所述第二半导体层远离所述第一半导体层一侧的欧姆电极；

金属电极，所述金属电极的至少一部分位于所述第二半导体层内；

其中，所述金属电极包括电极沟槽和电极侧翼，所述电极沟槽的底部延伸至所述二维电子气所在的区域或超过所述二维电子气所在的区域；所述电极侧翼位于所述电极沟槽与所述欧姆电极之间；

所述电极侧翼靠近所述半导体层的一侧包括多个阶梯面或者至少一个弧形槽，所述阶梯面同所述二维电子气之间的距离与该阶梯面在所述二维电子气所在平面投影的面积相匹配；所述弧形槽的曲率半径与所述电极侧翼的延伸长度相匹配。

进一步地，所述半导体器器件还包括位于所述第二半导体层远离所述第一半导体层一侧的介质层，所述金属电极的至少一部分位于所述介质层内。

进一步地，所述电极侧翼的底部延伸至所述介质层内或延伸至所述第二半导体层远离所述第一半导体层的表面或延伸至所述第二半导体层内。

进一步地，每个所述电极侧翼中所述阶梯面在所述二维电子气所在平面的投影的面积从所述电极沟槽向相邻的所述欧姆电极的方向逐渐增大，且所述阶梯面与所述二维电子气之间的距离从所述电极沟槽向相邻的所述欧姆电极的方向逐渐增大。

进一步地，每个所述电极侧翼中所述阶梯面在所述二维电子气所在平面的投影的面积与该阶梯面同所述二维电子气之间的距离的比值相等。

进一步地，所述弧形槽的曲率半径大于或等于所述电极侧翼在所述二维电子气所在平面的延伸长度的一半，且小于或等于所述电极侧翼在所述二维电子气所在平面的延伸长度。

进一步地，所述电极侧翼包括多个阶梯面时，所述电极沟槽底部平面和所述电极沟槽靠近所述电极侧翼的外侧面交点处与相邻电极侧翼侧壁之间的距离，大于或等于所述电极沟槽靠近所述电极侧翼的外侧面在所述电极沟槽底部平面上的投影长度。

进一步地，所述电极侧翼的底部与所述二维电子气之间的距离大于或等于5nm。

进一步地，所述阶梯面为平行于所述二维电子气所在平面的平面。

进一步地，所述电极沟槽的侧壁与所述电极沟槽的底部的夹角为锐角、钝角或直角。

进一步地，所述阶梯面的拐点处为圆弧状。

进一步地，所述电极沟槽的底部和侧壁的拐点处为圆弧状。

进一步地，所述衬底与所述第一半导体层之间还依次沉积有成核层、缓冲层或背势垒层中的一层或多层的组合。

本发明还提供了一种半导体器件的制作方法，包括：

提供一衬底；

在所述衬底一侧依次沉积第一半导体层和第二半导体层，其中，述第一半导体层与所述第二半导体层的界面处形成二维电子气；

在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧的两端制作欧姆电极；

在所述欧姆电极之间的第二半导体层内制作金属电极；

其中，

所述金属电极包括电极沟槽和电极侧翼，所述电极沟槽的底部延伸至所述二维电子气所在的区域或超过所述二维电子气所在的区域；所述电极侧翼位于所述电极沟槽与所述欧姆电极之间；

所述电极侧翼靠近所述半导体层的一侧包括多个阶梯面或者至少一个弧形槽，所述阶梯面同所述二维电子气之间的距离与该阶梯面在所述二维电子气所在平面投影的面积相匹配；所述弧形槽的曲率半径与所述电极侧翼的延伸长度相匹配。

本发明所述的半导体器件中电极沟槽中的金属电极可以直接与二维电子气接触，可以减小金属与半导体接触的势垒高度和势垒宽度，进而减小半导体器件正向开启的导通电压。电极侧翼形成在电极沟槽两侧，且通过具体的结构设计，进一步扩展了二维电子气的耗尽宽度，调制电场分布，进一步降低漏电。使得金属电极与二维电子气形成的金属与半导体接触上所承受的反偏电压被大大减小，进而减小反偏下的漏电，提高耐压特性。能够解决半导体器件结构在反偏电压下漏电较大的问题，进一步提高半导体器件的反向击穿电压。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种半导体器件的剖面结构示意图。

图2为本发明实施例提供的一种半导体器件中未制作金属电极的剖面结构示意图。

图3为本发明实施例提供的另一种半导体器件的剖面结构示意图。

图4为本发明实施例提供的一种半导体器件的部分剖面结构示意图。

图5为本发明实施例提供的一种半导体器件的部分剖面结构示意图。

图6为本发明实施例提供的另一种半导体器件的剖面结构示意图。

图7为本发明实施例提供的另一种半导体器件的剖面结构示意图。

图8为本发明实施例提供的一种半导体器件的制作流程示意图。

图标：10-半导体器件；101-衬底；102-第一半导体层；121-二维电子气；103-第二半导体层；104-介质层；105-欧姆电极；106-金属电极；107-成核层；108-缓冲层；161-电极沟槽；162-电极侧翼；163-阶梯面。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

随着半导体器件技术的发展，高频高压高可靠度的第三代宽禁带半导体器件技术逐渐成为了现在半导体装备系统的核心技术。低漏电高反向击穿电压特性作为半导体器件的基本电学特性，也成为了评判半导体器件质量的基本依据。尽管半导体技术领域已经报道了多种用于改善器件反向漏电和击穿电压的技术，但仍有很大的技术空间进行进一步优化。

因此，如何进一步减小半导体器件反偏电压下的漏电，提高耐压特性，成为一个亟待解决的技术难题。

有鉴于此，如图1所示，本申请实施例提供了一种半导体器件10，包括衬底101、第一半导体层102、第二半导体层103、欧姆电极105和金属电极106。

衬底101的材料可以是氮化镓、硅、蓝宝石、氮化硅、氮化铝、SOI(Silicon-On-Insulator，绝缘衬底上的硅)或其它可以外延生长III-V族氮化物的衬底101材料。

第一半导体层102位于所述衬底101一侧，可以理解的是，第一半导体层102与衬底101之间还可以依次沉积形成成核层107、缓冲层108或背势垒层中的一层或多层的组合。本申请实施例并不限制衬底101与第一半导体层102之间的具体结构。成核层107的材料可以是氮化铝或氮化镓，缓冲层108的材料可以是铝镓氮的缓变层或超晶格材料。

第二半导体层103位于所述第一半导体层102远离所述衬底101一侧第一半导体层102的禁带宽度小于第二半导体层103的禁带宽度，第一半导体层102的材料可以是氮化镓，第二半导体层103的材料可以是铝镓氮，在第一半导体层102和第二半导体层103的交界面处形成二维电子气121。

欧姆电极105位于所述第二半导体层103远离所述第一半导体层102一侧，在本申请实施例中，第二半导体层103上的欧姆电极105可以为两个，且位于第二半导体层103的两端，欧姆电极105与第二半导体层103欧姆接触。

在另一种实施方式中，如图2所示，该半导体器件还可以包括介质层104，该介质层104位于所述第二半导体层103远离所述第一半导体层102一侧，所述介质层104位于所述欧姆电极105之间。该介质层104的材料可以是氮化硅、二氧化硅、氮氧化硅，氟化物或氧化铝中的任意一种或至少两种的组合。该介质层104能够起到抑制铝镓氮表面态引起的电流崩塌效应的作用。

在本申请实施例中，再如图1和图2所示，所述金属电极可以包括电极沟槽和电极侧翼。所述电极沟槽161位于所述欧姆电极105之间，所述电极沟槽161的底部可以延伸至所述二维电子气121所在的区域或超过所述二维电子气121所在的区域。电极沟槽161的侧壁与底面的夹角可以为直角、钝角或锐角中任意一种或其中两种的组合。电极沟槽161具有两个侧壁，在电极沟槽161的侧壁与电极沟槽161底面的夹角为钝角时，电极沟槽161的侧壁是从电极沟槽161的底部开始向靠近相邻的欧姆电极105的方向延伸，使电极沟槽161的横截面为近似V型。电极沟槽161的具体尺寸可以按照设计要求而定

电极侧翼可以为两个，两个电极侧翼162分别位于所述电极沟槽161与欧姆电极105之间，所述电极侧翼162的底部可以延伸至所述介质层104与所述第二半导体层103的界面处，或者，如图3所示，电极侧翼162的底部位于所述第二半导体层103内。每个所述电极侧翼162可以包括多个阶梯面163，或者，电极侧翼162可以为弧形槽。在电极侧翼162包括多个阶梯面163时，每个电极侧翼162中的阶梯面163同所述二维电子气121之间的距离与该阶梯面163在所述二维电子气121所在平面投影的面积相匹配。

可选的，每个所述电极侧翼162中所述阶梯面163在所述二维电子气121所在平面的投影的面积从所述电极沟槽161向相邻的所述欧姆电极105的方向逐渐增大，且所述阶梯面163与所述二维电子气121之间的距离从所述电极沟槽161向相邻的所述欧姆电极105的方向逐渐增大。多个所述阶梯面163在所述二维电子气121所在平面的投影的面积与该阶梯面163同所述二维电子气121之间的距离的比值可以相等。可以理解的是，如果半导体器件10的尺寸确定，那么电极侧翼162在半导体器件10上的延伸长度也就确定，阶梯面163在所述二维电子气121所在平面的投影的面积与该阶梯面163同所述二维电子气121之间的距离的比值相等，也可以是，阶梯面163在所述二维电子气121所在平面的投影的横截面的长度与该阶梯面163同所述二维电子气121之间的距离的比值相等。

如图4所示，电极侧翼162的底面形成阶梯面I，相邻的阶梯面依次为II、III和IV，该电极侧翼162形成了4个阶梯面，阶梯面I在所述二维电子气121所在平面的投影的面积为S1，阶梯面II在所述二维电子气121所在平面的投影的面积为S2，阶梯面III在所述二维电子气121所在平面的投影的面积为S3，阶梯面IV在所述二维电子气121所在平面的投影的的面积为S4。阶梯面与二维电子气121之间的距离分别为d1、d2、d3和d4。多个阶梯面在所述二维电子气121所在平面的投影的面积与该阶梯面同所述二维电子气121之间的距离的比值相等，即S1/d1＝S2/d2＝S3/d3＝S4/d4。

再如图1所示，金属电极106还可以包括覆盖所述电极沟槽161和电极侧翼162之间的介质层104的部分，形成所述电极沟槽161内的金属电极106与所述第二半导体层103形成肖特基接触。

在电极侧翼162包括多个阶梯面163时，如前所述，多个阶梯面163在所述二维电子气121所在平面的投影的面积与该阶梯面163同所述二维电子气121之间的距离的比值相等。在制作形成金属电极106后，可以实现每个阶梯与其正下方的二维电子气121之间的电容Cn是相等的，也就是说当二维电子气121(Q)不变，介质层104参数不变(相对介电常数ε不变)，电极侧翼上施加同等的电压信号，每个阶梯面上的电极侧翼耗尽二维电子气121的程度一致，有效拓展了电极侧翼对二维电子气121的耗尽宽度，因此减小了肖特基结所承受的反偏电压，即能够减小肖特基结的反偏电场强度，进而减小场致热电子发射或隧穿效应引起的反向漏电流，从而达到减小反向漏电，使反向漏电小于1uA/mm，提高击穿电压，使击穿电压大于600V的效果。

详细的，金属电极106与第二半导体层103、二维电子气121以及第一半导体层102形成肖特基接触。电极沟槽161直接与二维电子气121接触，可以减小该肖特基结的势垒高度和势垒宽度，进而减小半导体器件10正向开启的导通电压。电极侧翼更加接近二维电子气121沟道，可以在较小的反偏电压的作用下将电极侧翼162下方的二维电子气121耗尽，隔离电极沟槽161形成的肖特基结与欧姆电极105的导电通道。使得金属电极106与二维电子气121形成的肖特基结上所承受的反偏电压被大大减小，进而减小反偏下的漏电，提高耐压特性。

如前所述，电极侧翼162中的多个阶梯面163满足阶梯面163在所述二维电子气121所在平面的投影的面积与该阶梯面163同所述二维电子气121之间的距离的比值相等这一条件，且电极侧翼162中的多个阶梯面163从远离欧姆电极105相靠近欧姆电极105的方向，与二维电子气121的距离是逐渐增大的。在前述条件的约束下，阶梯面163的面积也是逐渐增大的，再如图4所示，在多个阶梯面163中，阶梯面IV的面积最大，阶梯面III的面积次之，阶梯面II的面积再次之，阶梯面I的面积最小。在本申请实施例中，阶梯面163的面积增加的比例可以预先确定，从最靠近二维电子气121的阶梯面163开始，向最远离二维电子气121的阶梯面163，阶梯面163的面积按照预设比例依次增加。

在实施时，还可以针对电极沟槽161和电极侧翼之间的距离进行设计。如图5所示，电极沟槽161与电极侧翼之间的距离是指所述电极沟槽161靠近电极侧翼162的外侧面与相邻电极侧翼162靠近电极沟槽161的侧壁之间的距离，进一步定义为所述电极侧翼162底部平面和所述电极沟槽161外侧面交点处与相邻电极侧翼162侧壁之间的距离为D。假设电极沟槽161靠近电极侧翼162的外侧面在所述电极侧翼162底部平面上的投影长度为电极沟槽161为L，则D≥L。其中所述电极沟槽161的侧壁与水平方向的角度为θ(可选地，0°≤θ≤90°)。本实施例通过电极沟槽161侧壁与所述电极侧翼162之间距离的设计，保证电极侧翼162与电极沟槽161侧壁分别耗尽局部二维电子气121不会发生重叠，充分发挥电极侧翼162设计的作用。

在制作电极沟槽161或电极侧翼162时，可以通过干法刻蚀手段，控制纵向和横向的不同刻蚀速率以获得不同形状的沟槽结构，也可以通过湿法腐蚀工艺形成，或者是通过其他工艺形成。

上面详述了电极侧翼162包括多个阶梯面163的情况，在另一种具体实施方式中，电极侧翼162还可以为弧形槽。如图6所示，电极侧翼162形成包括弧形槽的结构，在金属电极106形成电极侧翼162后，电极侧翼162的横截面也为弧形。电极侧翼底部是圆弧形对下方的二维电子气121耗尽程度是渐变的。可选的，所述弧形槽的曲率半径大于或等于所述电极侧翼162在所述二维电子气121所在平面的延伸长度的一半，且小于或等于所述电极侧翼162在所述二维电子气121所在平面的延伸长度。如图6所示，在电极侧翼162包括弧形槽时，弧形槽的曲率半径r，R/2≤r≤R，其中R代表电极侧翼162在所述二维电子气121所在平面的延伸长度。半导体器件10中圆弧形电极侧翼结构可以有效抑制电极沟槽161边缘的强电场分布，降低漏电，提高击穿电压。

在本申请实施例中，电极侧翼162的底部可以延伸至所述介质层104与所述第二半导体层103的界面处，或者电极侧翼162的底部位于所述第二半导体层103内。再如图3所示，在电极侧翼162的底部位于第二半导体层103内时，形成电极侧翼162的金属电极106延伸至第二半导体层103内，但不会超出第二半导体层103。可选地，电极侧翼162的底部相对电极沟槽161的顶部下沉。第二半导体层103被刻蚀减薄后会导致其下的二维电子气121浓度减小，引起导通电阻的增大，如果刻蚀深度过深将导致二维电子气121被耗尽，则半导体器件10的正向导通电压会增大。因此电极侧翼162的刻蚀深度需要控制在合理的范围内，一般而言，电极侧翼162的底部距离二维电子气121沟道的距离需要大于5nm，可以保证具有可正常导通的二维电子气121的浓度。

在电极侧翼162的底部位于所述第二半导体层103内时，使得形成的电极侧翼结构更加接近二维电子气121沟道，可以在更小的反偏电压的作用下将电极侧翼162区域下方的二维电子气121耗尽。从而使得金属/二维电子气121所形成的肖特基结上所承担的反偏电压被进一步减小，进而减小反偏电压下的漏电。

在另一种具体实施方式中，如图7所示，半导体器件10中的电极沟槽161和电极侧翼162中，拐点连接处进行倒角工艺，形成圆弧状。这有利于抑制反偏电压大于600V的强电场条件下，电极沟槽161或电极侧翼发生尖端放电现象，导致半导体器件10发生击穿，从而进一步提高半导体器件10的击穿电压以及可靠特性。

综上所述，本发明所述的半导体器件10能够进一步扩展了二维电子气耗尽宽度，调制电场分布，解决半导体器件结构在反偏电压下漏电较大的问题，进一步提高半导体器件10的反向击穿电压。

如图8所示，本申请实施例还提供了一种半导体器件的制作方法，包括以下步骤。

步骤S101，提供一衬底。

步骤S102，在所述衬底一侧依次沉积第一半导体层和第二半导体层，其中，述第一半导体层与所述第二半导体层的界面处形成二维电子气。

步骤S103，在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧的两端制作欧姆电极。

步骤S104，在所述欧姆电极之间的第二半导体层内制作金属电极。

在制作电极沟槽161或电极侧翼162时，可以通过干法刻蚀手段，控制纵向和横向的不同刻蚀速率以获得不同形状的沟槽结构，也可以通过湿法腐蚀工艺形成，或者是通过其他工艺形成。以使位于所述电极沟槽内的金属电极与所述第二半导体层形成肖特基接触，位于所述电极侧翼内的金属电极形成电极侧翼。

其中，所述金属电极包括电极沟槽和电极侧翼，所述电极沟槽的底部延伸至所述二维电子气所在的区域或超过所述二维电子气所在的区域；所述电极侧翼位于所述电极沟槽与所述欧姆电极之间，所述电极侧翼的底部延伸至所述介质层内或延伸至所述第二半导体层远离所述第一半导体层的表面或延伸至所述第二半导体层内。

所述电极侧翼靠近所述半导体层的一侧包括多个阶梯面或者至少一个弧形槽，所述阶梯面同所述二维电子气之间的距离与该阶梯面在所述二维电子气所在平面投影的面积相匹配；所述弧形槽的曲率半径与所述电极侧翼的延伸长度相匹配。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种半导体器件，其特征在于，包括：

衬底；

位于所述衬底一侧的第一半导体层；

位于所述第一半导体层远离所述衬底一侧的第二半导体层，所述第一半导体层与所述第二半导体层的界面处形成二维电子气；

位于所述第二半导体层远离所述第一半导体层一侧的欧姆电极；

金属电极，所述金属电极的至少一部分位于所述第二半导体层内；

其中，所述金属电极包括电极沟槽和电极侧翼，所述电极沟槽的底部延伸至所述二维电子气所在的区域或超过所述二维电子气所在的区域；所述电极侧翼位于所述电极沟槽与所述欧姆电极之间；

所述电极侧翼靠近所述半导体层的一侧包括多个阶梯面，每个所述电极侧翼中所述阶梯面在所述二维电子气所在平面的投影的面积与该阶梯面同所述二维电子气之间的距离的比值相等，或者所述阶梯面在所述二维电子气所在平面的投影的横截面的长度与所述阶梯面同所述二维电子气之间的距离的比值相等；

或者，每个电极侧翼靠近所述半导体层的一侧包括至少一个弧形槽，所述弧形槽的曲率半径大于或等于所述电极侧翼在所述二维电子气所在平面的延伸长度的一半，且小于或等于所述电极侧翼在所述二维电子气所在平面的延伸长度。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件还包括位于所述第二半导体层远离所述第一半导体层一侧的介质层，所述金属电极的至少一部分位于所述介质层内。

3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述电极侧翼的底部延伸至所述介质层内或延伸至所述第二半导体层远离所述第一半导体层的表面或延伸至所述第二半导体层内。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，每个所述电极侧翼中所述阶梯面在所述二维电子气所在平面的投影的面积从所述电极沟槽向相邻的所述欧姆电极的方向逐渐增大，且所述阶梯面与所述二维电子气之间的距离从所述电极沟槽向相邻的所述欧姆电极的方向逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述电极侧翼包括多个阶梯面时，所述电极侧翼底部平面和所述电极沟槽靠近所述电极侧翼的外侧面交点处与相邻电极侧翼侧壁之间的距离，大于或等于所述电极沟槽靠近所述电极侧翼的外侧面在所述电极沟槽底部平面上的投影长度。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述电极侧翼的底部与所述二维电子气之间的距离大于或等于5nm。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述阶梯面为平行于所述二维电子气所在平面的平面。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述电极沟槽的侧壁与所述电极沟槽的底部的夹角为锐角、钝角或直角。

9.根据权利要求1至5任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述阶梯面的拐点处为圆弧状。

10.根据权利要求1至5任意一项所述的半导体器件，其特征在于，所述电极沟槽的底部和侧壁的拐点处为圆弧状。

11.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述衬底与所述第一半导体层之间还依次沉积有成核层、缓冲层或背势垒层中的一层或多层的组合。

12.一种半导体器件的制作方法，其特征在于，包括：

提供一衬底；

在所述衬底一侧依次沉积第一半导体层和第二半导体层，其中，述第一半导体层与所述第二半导体层的界面处形成二维电子气；

在所述第二半导体层远离所述第一半导体层的一侧的两端制作欧姆电极；

在所述欧姆电极之间的第二半导体层内制作金属电极；

其中，

所述金属电极包括电极沟槽和电极侧翼，所述电极沟槽的底部延伸至所述二维电子气所在的区域或超过所述二维电子气所在的区域；所述电极侧翼位于所述电极沟槽与所述欧姆电极之间；

其中，所述电极侧翼靠近所述半导体层的一侧包括多个阶梯面，每个所述电极侧翼中所述阶梯面在所述二维电子气所在平面的投影的面积与该阶梯面同所述二维电子气之间的距离的比值相等，或者所述阶梯面在所述二维电子气所在平面的投影的横截面的长度与所述阶梯面同所述二维电子气之间的距离的比值相等；

或者，每个电极侧翼靠近所述半导体层的一侧包括至少一个弧形槽，所述弧形槽的曲率半径大于或等于所述电极侧翼在所述二维电子气所在平面的延伸长度的一半，且小于或等于所述电极侧翼在所述二维电子气所在平面的延伸长度。

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