[发明专利]半导体器件和用于制造半导体晶片的方法

说明书

公开了半导体器件和用于制造半导体晶片的方法。在实施例中，用于制造半导体晶片的方法包括：在具有厚度t_w的异质晶片的第一表面上外延生长III‑V族半导体，第一表面能够支持至少一个III‑V族半导体层的外延生长，晶片具有与第一表面相对的第二表面；移除III‑V族半导体的部分以产生包括被布置在晶片的第一表面上的III‑V族半导体的多个台面；将绝缘层施加到晶片的被布置在台面之间的区；以及逐渐地移除晶片的第二表面的部分，暴露在与台面相邻的区中的绝缘层并且产生经加工的第二表面。

背景技术

迄今，在功率电子应用中使用的晶体管已经典型地是利用硅(Si)半导体材料制造的。用于功率应用的常见的晶体管器件包括Si CoolMOS®、Si功率MOSFET和Si绝缘栅双极晶体管(IGBT)。最近，已经考虑了碳化硅(SiC)功率器件。诸如氮化镓(GaN)器件的III族-N半导体器件现在正作为用以承载大电流、支持高电压以及提供非常低的导通电阻和快速开关时间的有吸引力的候选而出现。然而，进一步的改进是合期望的。

发明内容

根据本发明，一种用于制造半导体晶片的方法包括：在具有厚度t_w的异质晶片的第一表面上外延生长III-V族半导体，第一表面能够支持至少一个III-V族半导体层的外延生长，晶片具有与第一表面相对的第二表面；移除III-V族半导体的部分以产生包括被布置在异质晶片的第一表面上的III-V族半导体的多个台面；将绝缘层施加到异质晶片的被布置在台面之间的区；以及逐渐地移除异质晶片的第二表面的部分，暴露在与台面相邻的区中的绝缘层并且产生经加工的第二表面。

在一些实施例中，方法进一步包括移除异质晶片的第一表面的部分，以形成在横向上相邻于台面的区中的经加工的第一表面以及形成在异质晶片的第一表面和III-V族半导体结构之间的跨台面的宽度延伸的界面。

在一些实施例中，逐渐地移除异质晶片的第二表面的部分包括将异质晶片的在台面下的厚度t_w减小到厚度t，其中t≤20μm，或者t≤2μm或t≤1μm。在一些实施例中，t=0。在一些实施例中，0μmt≤20μm，或0μmt≤2μm或0μmt≤1μm。

在一些实施例中，移除晶片的第二表面的部分包括由如下构成的组中的至少之一：研磨晶片的第二表面、抛光晶片的第二表面、化学机械抛光晶片的第二表面和蚀刻晶片的第二表面。

在一些实施例中，施加绝缘层包括：将绝缘层沉积到台面和台面之间的区上，使得绝缘层具有至少与台面的高度一样大的厚度并且台面被利用绝缘层覆盖；以及对绝缘层进行平坦化，并且形成包括台面的上表面和绝缘层的上表面的被平坦化的表面。

在一些实施例中，方法进一步包括：在绝缘层上形成被结构化的掩模，被结构化的掩模具有在台面上方的开口，开口具有小于台面的横向面积的横向面积；移除在开口内的绝缘层的部分并且减小布置在台面上方的绝缘层的部分的厚度；以及逐渐地移除掩模和绝缘层的部分以产生包括台面的上表面和绝缘层的上表面的被平坦化的表面。

在一些实施例中，方法进一步包括在晶片的被布置在台面之间的区上形成停止层，以及可选地在台面的侧面上形成停止层，并且移除晶片的第二表面的部分包括暴露在相邻于台面的区中的停止层。

在一些实施例中，停止层包括碳或无定形氢化碳。

在一些实施例中，方法进一步包括形成在横向上与台面的侧面相邻的腔体。

在一些实施例中，方法进一步包括在III-V族半导体上形成金属化结构，金属化结构为晶体管结构提供源极、栅极和漏极。

在一些实施例中，金属化结构包括被布置在每个台面的顶表面上的源极指状物、栅极指状物和漏极指状物。每个台面可以提供分离的晶体管器件。源极指状物、栅极指状物和漏极指状物的每个可以包括一个或多个金属层，并且每个可以具有细长形状，例如条带。源极指状物、栅极指状物和漏极指状物可以实质上彼此平行地延伸。