[发明专利]半导体结构、高电子迁移率晶体管及半导体结构制造方法

说明书

本发明提供了一种半导体结构、高电子迁移率晶体管及半导体结构制造方法，半导体结构包含基底、可流动介电材料以及氮化镓系(GaN‑based)半导体层。基底具有坑洞(pit)从该基底的上表面暴露出来，可流动介电材料填满坑洞，并且氮化镓系半导体层设置在基底和可流动介电材料之上。本发明可以提升半导体装置的制造良品率，并降低工艺成本。

技术领域

本发明实施例是有关于半导体制造技术，且特别是有关于具有氮化镓系半导体材料的半导体结构、高电子迁移率晶体管及半导体结构制造方法。

背景技术

氮化镓系(GaN-based)半导体材料具有许多优秀的材料特性，例如高抗热性、宽能隙(band-gap)、高电子饱和速率。因此，氮化镓系半导体材料适合应用于高速与高温的操作环境。近年来，氮化镓系半导体材料已广泛地应用于发光二极管(light emitting diode，LED)组件、高频率组件，例如具有异质界面结构的高电子迁移率晶体管(high electronmobility transistor，HEMT)。

随着氮化镓系半导体材料的发展，这些使用氮化镓系半导体材料的半导体结构应用于更严苛工作环境中，例如更高频、更高温或更高电压。因此，具有氮化镓系半导体材料的半导体结构的工艺条件也面临许多新的挑战。

发明内容

本发明的一些实施例提供半导体结构，半导体结构包含基底、可流动介电材料以及氮化镓系(GaN-based)半导体层。基底具有坑洞(pit)从该基底的上表面暴露出来，可流动介电材料填满坑洞，并且氮化镓系半导体层设置在基底和可流动介电材料之上。

本发明的一些实施例提供高电子迁移率晶体管(HEMT)，此高电子迁移率晶体管(HEMT)包含氮化铝基底，氮化铝基底具有多个坑洞从氮化铝基底的上表面暴露出来，以及填满这些坑洞的硼磷硅酸盐玻璃。此高电子迁移率晶体管还包含设置在氮化铝基底和硼磷硅酸盐玻璃之上的氮化镓半导体层、设置在氮化镓半导体层之上的氮化镓铝半导体层，以及设置在氮化镓铝半导体层之上的源极电极、漏极电极和栅极电极。

本发明的一些实施例提供半导体结构的制造方法，此方法包含提供基底，基底具有坑洞(pit)从基底的上表面暴露出来，在基底上形成可流动介电材料，执行热处理，使可流动介电材料回流(reflow)至且填满坑洞，执行平坦化工艺，移除可流动介电材料在坑洞以外的部分且暴露出基底的上表面，以及在平坦化工艺之后，在基底之上形成氮化镓系半导体层。

本发明的半导体结构可应用于多种类型的半导体装置，为让本发明的特征和优点能更明显易懂，下文特举出应用于高电子迁移率晶体管的实施例，并配合所附图式，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或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。为了使图式清楚显示，图式中各个不同的元件可能未依照比例绘制，其中：

图1A至图1E是根据本发明的一些实施例，说明形成基底结构在各个不同阶段的剖面示意图。

图2是根据本发明的一些实施例，显示使用图1E的基底结构所形成的高电子迁移率晶体管的剖面示意图。

具体实施方式