[发明专利]半导体晶片及其形成工艺

说明书

本公开涉及半导体晶片及其形成工艺。半导体晶片可以包括衬底、多晶模板层以及半导体层。该衬底具有中心区域和边缘区域，该多晶模板层沿着该衬底的外周边缘设置，并且半导体层在该中心区域之上，其中该半导体层是单晶的。在一实施例中，该多晶模板层和单晶层通过中间区域彼此横向间隔开。在另一个实施例中，该半导体层可以包含铝。形成衬底的工艺可以包括在该边缘区域内形成图案化的多晶模板层和在主表面之上形成半导体层。形成衬底的另一个工艺可以包括在主表面之上形成半导体层和去除该半导体层的一部分以使得该半导体层与该衬底的边缘间隔开。

技术领域

本申请涉及半导体晶片以及形成半导体晶片的工艺。

背景技术

半导体器件典型地由单晶半导体材料形成。高电子迁移率晶体管(HEMT)器件可通过在硅衬底外延生长包括AlGaN和GaN层的半导体层形成。在外延生长期间，半导体层中可形成裂纹并从边缘向衬底的中心蔓延。裂纹可在半导体层中向中心蔓延显著的距离，显著地影响良率。

已经建议使用选择性外延生长。对于包括铝的较复杂的半导体复合物或半导体层，因为选择性可能不足够、晶体可具有过多缺陷等等，选择性外延不是可行的选择。存在在具有不同组分的衬底上形成高质量单晶半导体层的需求。

概述

根据本公开一个实施例，提供了一种半导体晶片，包括：具有主表面的衬底，所述主表面具有中心区域、边缘区域、设置于所述中心区域和所述边缘区域之间的中间区域；沿着所述衬底的周围边缘设置的多晶模板层；以及在所述中心区域之上的半导体层，其中所述半导体层是单晶的；其中所述多晶模板层和所述单晶层通过所述中间区域彼此横向间隔开。

根据本公开又一实施例，提供了一种半导体晶片，包括：具有主表面的衬底，所述主表面具有中心区域和边缘区域；以及单晶层，其位于所述中心区域上并且不位于所述边缘区域上，并且与生长表面直接接触并从生长表面形成，其中沿着与所述主表面垂直的任意线，在所述生长表面上方没有其它层设置在所述单晶层和所述衬底之间。

根据本公开再一实施例，提供了一种形成半导体晶片的工艺，包括：提供具有主表面的衬底，所述主表面包括中心区域和边缘区域；在所述边缘区域内的主表面之上形成图案化的多晶模板层；以及，在所述中心区域和所述边缘区域内的主表面之上形成半导体层，其中所述半导体层是所述中心区域内是单晶的，并且在所述边缘区域内是多晶的。

附图说明

通过示例的方式说明了实施例，并且其不受附图的限制。

图1包括衬底的横截面视图的图示。

图2包括图1的衬底在形成聚模(poly template)层之后的横截面视图的图示。

图3包括图1的衬底在图案化该多晶模板层以定义贯穿该多晶模板层的开口之后的横截面视图的图示。

图4包括图3衬底的在该衬底和该多晶模板层的一部分上形成多个层之后的横截面视图的图示。

图5包括在形成如图4中所示的层中的至少一些层之后的工件的扫描电子显微镜图像的图示。

图6包括图4的衬底在形成抗蚀剂部件之后的横截面视图的图示。

图7包括图6的衬底在形成刻蚀边缘区域内的多层并移除该抗蚀剂部件之后的横截面视图的图示。

图8包括图7的半导体晶片的顶视图的图示，用于说明中心区域、边缘区域和中间区域之间的位置关系。

图9包括用于半导体晶片的在衬底上形成各层和抗蚀剂部件之后的顶视图的图示，以示出诸特征和半导体晶片的边缘之间的位置关系。

图10包括图9的衬底在形成刻蚀边缘区域内的多层并移除该抗蚀剂部件之后的横截面视图的图示。