晶体管制造技术

本发明专利技术实施例提供用于主动装置的隔离结构。在一些实施例中，隔离结构用于晶体管中。晶体管包含基板，其具有第一掺杂型态。晶体管还包含通道层于基板上，且通道层包含第一部分与第二部分。晶体管还包含主动层于通道层上。隔离结构包含水平部分、第一垂直部分、与第二垂直部分。水平部分配置于通道层的第二部分下，且连续地延伸于第一垂直部分与第二垂直部分之间。隔离结构具有第二掺杂型态，且第二掺杂型态不同于第一掺杂型态。

transistor

The embodiment of the present invention provides an isolation structure for an active device. In some embodiments, isolation structures are used in transistors. The transistor consists of a substrate having a first doped state. The transistor also includes a channel layer on the substrate, and the channel layer includes the first and second parts. The transistor also includes an active layer on the channel layer. The isolation structure consists of a horizontal part, a first vertical part and a second vertical part. The horizontal part is arranged under the second part of the channel layer and extends continuously between the first vertical part and the second vertical part. The isolation structure has the second doping mode, and the second doping mode is different from the first doping mode.

【技术实现步骤摘要】
晶体管
本专利技术实施例涉及晶体管，更特别涉及晶体管的隔离结构。
技术介绍
硅为主的半导体装置如晶体管与光二极管，已成为过去三十年的标准。然而其他材料为主的半导体装置受到的关注日增。举例来说，氮化镓为主的半导体装置可泛用于高功率应用。这是因为氮化镓的高电子移动率与低温度数，使其可承载大电流并承受高电压。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供的晶体管，包括：基板，具有第一掺杂型态；通道层，位于基板上且包含第一部分与第二部分；主动层，位于通道层上；以及隔离结构，包含水平部分、第一垂直部分、与第二垂直部分，其中水平部分配置于通道区的第二部分下，且连续地延伸于第一垂直部分与该第二垂直部分之间，其中隔离结构具有第二掺杂型态，且第二掺杂型态不同于第一掺杂型态。附图说明图1为一些实施例中，用于主动装置的隔离结构其剖视图。图2为其他实施例中，埋置于基板中的隔离结构其剖视图。图3为实施例中，埋置于多层基板中的隔离结构其剖视图。图4至图12为一些实施例中，具有隔离结构的半导体结构在多种工艺阶段中的系列剖视图。图13为一些实施例中，图4-图12中用于主动装置的隔离结构的形成方法其流程图。其中，附图标记说明如下：100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200剖视图101磊晶堆叠102、202、402基板104、204、304隔离结构104a、204a水平部分104b、204b第一垂直部分104c、204c第二垂直部分106通道层106a第一部分106b第二部分108主动层110a第一接点110b第二接点112介电层114第一装置116第二装置118第一源极120第一栅极122第一漏极124第二源极126第二栅极128第二漏极130第一本体接点132第二本体接点134第一隔离注入区136第二隔离注入区138内连线结构138a第一通孔层138b第一线路层138c第二通孔层138d第二线路层302多层基板302a、402a第一基板层302b、402b第二基板层502a最下侧边界502b第一上侧边界504第一部分侧壁506第二部分侧壁802第一沟槽804第二沟槽806、810第一侧壁808、812第二侧壁1300方法1302、1304、1306、1308、1310、1312、1314、1316、1318步骤具体实施方式下述公开内容提供许多不同实施例或实例以实施本专利技术的不同结构。下述特定构件与排列的实施例用以简化本专利技术而非局限本专利技术。举例来说，形成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触，或两者之间隔有其他额外构件而非直接接触。此外，本专利技术的多个实例可采用重复标号及/或符号使说明简化及明确，但这些重复不代表多种实施例中相同标号的元件之间具有相同的对应关系。此外，空间性的相对用语如“下方”、“其下”、“较下方”、“上方”、“较上方”、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在附图中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件还可转动90或其他角度，因此方向性用语仅用以说明附图中的方向。多个装置可共用半导体基板。举例来说，电源半导体装置可作为电源电子元件中的开关或整流器。然而具有高端与低端开关于共用的半导体基板上的电源半导体装置通常不实用，因为一装置的状态会影响另一装置的开启态电阻。特别的是，装置可能遇到串音的问题，其可能阻碍每一装置的功能。如此一来，共用基板会造成不稳定的装置效能。借由蚀刻沟槽于半导体基板中以围绕装置，可形成物理间隙于装置之间，使装置彼此隔离。然而蚀刻意味着切割沟槽以完全穿过基板，直到绝缘材料的表面。形成足以电性隔离装置的尺寸的间隙于基板中，为可能损伤装置或晶片的挑战性工艺。本专利技术实施例属于结构配置，其中不同特性的装置可单片地整合至采用隔离结构的相同半导体基板上。半导体基板具有第一掺杂型态。举例来说，半导体基板可具有p型掺杂。半导体基板具有隔离结构。隔离结构具有第二掺杂型态，且第二掺杂型态不同于第一掺杂型态。举例来说，隔离结构可为n型埋置层。装置经配置后，第一装置位于不具有隔离结构的p型基板的第一部分上，而第二装置位于隔离结构上的p型基板的第二部分上。如前所述，假设半导体基板为p型且隔离结构提供电性隔离。在一些实施例中，隔离影响IIIA族-VA族材料的上方层。举例来说，氮化镓晶体管包含配置于基板上的磊晶堆叠，除了基板与隔离结构，磊晶堆叠还包含依序堆叠的氮化镓通道层与氮化铝镓主动层。氮化镓通道层与氮化铝镓主动层定义异质接面，其中二维电子气形成于氮化镓通道层中。在磊晶成长氮化镓通道层时，可在注入隔离结构后进行高温回火工艺。用于装置的电极可形成于主动层上。在这些实施例中，蚀刻沟槽如穿过氮化镓通孔有利于形成隔离结构，但不必蚀穿基板。基板与隔离结构的不同掺杂型态可隔离装置。由于隔离结构成长于基板中，因此不需蚀刻基板。如此一来，可降低蚀刻损伤基板的风险，但仍电性隔离装置。图1为一些实施例中，用于主动装置的隔离结构其剖视图100。磊晶堆叠101形成于基板102上。基板102具有第一掺杂型态。举例来说，基板102可包含p型材料。在一些实施例中，基板102为多层基板，其具有第一掺杂型态的第一基板层与第二基板层。隔离结构104埋置于基板102中。隔离结构104具有第二掺杂型态，且第二掺杂型态不同于第一掺杂型态。在一些实施例中，隔离结构104为n型埋置层。第一掺杂型态与第二掺杂型态不同，可形成抑制电性载子移动的接面，因此电性隔离部分基板102与下方的磊晶堆叠101。如下述的图5至图9，隔离结构104的形成方法可为磊晶成长与注入。通道层106具有磊晶堆叠101配置于基板102上。通道层106包含二维电子气，其可选择性地形成导电通道。二维电子气具有高迁移性的电子，其未受限于任何原子且可自由移动于二维电子气中。通道层106为一般未掺杂的氮化镓，但还可采用其他IIIA族-VA族材料。举例来说，通道层106可为氮化铟镓。举例来说，通道层106的厚度可介于约0.2微米至0.6微米之间。通道层106具有横向分隔的第一部分106a与第二部分106b。隔离结构104具有水平部分104a，其配置于通道层106的第二部分106b下。此外，水平部分104a水平地连续穿过基板，并位于第一垂直部分104b与第二垂直部分104c的外侧壁之间。第一垂直部分104b分隔通道层106的第一部分106a与第二部分106b。在一些实施例中，基板102配置于隔离结构104的水平部分104a之上与之下。主动层108配置于通道层106上。在一些实施例中，主动层108包含多层。在一些实施例中，主动层108的厚度介于5奈米至30奈米之间。主动层108包含的材料一般为IIIA族-VA族材料，其能隙不同于通道层106的能隙。举例来说，当通道层106为氮化镓时，主动层108可为氮化镓铝。氮化镓铝的能隙为约4电子伏特，而氮化镓的能隙为约3.4电子伏特。第一接点110a与第二接点110b位于通道层106与主动层108中。第一接点110a配置于第一垂直部分104b上，而第二接点110b配置于第二垂直部分104c上。在一些实施例中，第一接点110a接触第一垂直部分104b，而第二接点110b接触第二垂直部分1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶体管，包括：一基板，具有第一掺杂型态；一通道层，位于该基板上且包含一第一部分与一第二部分；一主动层，位于该通道层上；以及一隔离结构，包含一水平部分、一第一垂直部分、与一第二垂直部分，其中该水平部分配置于该通道区的该第二部分下，且连续地延伸于该第一垂直部分与该第二垂直部分之间，其中该隔离结构具有第二掺杂型态，且第二掺杂型态不同于第一掺杂型态。

【技术特征摘要】
2017.09.13 US 15/703,0841.一种晶体管，包括：一基板，具有第一掺杂型态；一通道层，位于该基板上且包含一第一部分与一第二部分；一主动层，位于该通道层上；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚福伟，关文豪，余俊磊，蔡俊琳，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71