半导体晶片及其形成工艺制造技术

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。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】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。【专利说明】半导体晶片及其形成工艺
本申请涉及半导体晶片以及形成半导体晶片的工艺。
技术介绍
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。 【专利附图】【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不。 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。 本领域技术人员将理解，图中的元件出于简明的目的而示出，并且并不必然按比例绘制。例如，图中的某些元件的尺寸可以相对于其它元件放大，以助于促进对专利技术实施例的理解。 【具体实施方式】 下面的结合附图的说明被提供来帮助理解本文揭示的教导。随后的讨论将集中在所述教导的特定实施方式和实施例。这样的集中被提供以助于描述该教导，并且不应被解释为对教导的范围或适用性的限制。然而，基于本申请中揭示的教导也可以使用其它实施例。 族数对应于在基于2011年I月21日版本的IUPAC元素周期表的元素周期表中的列。 术语“金属”或任意其变形意指包括如下元素的材料，所述元素落在族I到12中任意族内、落在族13到16内、沿着并在由原子数13 (Al)、31 (Ga)、50 (Sn)、51 (Sb)和84 (Po)限定的线以及其下的元素。金属不包括Si或Ge。 术语“包括”、“含括”、“包含”、“含有”、“具有”或其任意变形意图覆盖非排他性的包含。例如，包括一系列特征的方法、产品或装置并不必然仅仅限于这些特征，而是可以包括没有明确列出的或这些方法、产品或装置固有的其它特征。另外，除非有明确的相反说明，“或”指的是同或(inclusive-or)而不是异或。例如，系列中的任何一项都满足条件A或B:A为真(或，存在)且B为假(或，不存在)、A为假(或，不存在)且B为真(或，存在)，以及A和B 二者均为真(或，存在)。 此外，“一” (“a”或“an”)的使用被用于描述本文描述的部件和部件。这仅仅是为了方便和给出本专利技术的范围的一般意义。这样的描述应被解读为包括一个、至少一个，或者，单数形式也包括复数，或反之，除非其清楚地表示了不同的含义。例如，当在此描述的是单个项时，可以使用多于一个的项来替换单个项。类似地，这里描述多于一个的项时，单个项可被用于代替该多于一个的项。 除非相反的规定，本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。材料、方法和实例仅仅是示意性的，而不意图是限制性的。对于本文没有描述的内容，关于特定材料和处理过程的许多细节是常规的，并且可在半导体和电子领域中的教科书和其它来源中找到。 一种半导体晶片可以包括具有主表面的衬底，主表面具有中心区域和边缘区域，以及在中心区域之上并且不在边缘区域之上的单晶层。在一实施例中，半导体晶片可以包括在边缘区域之上的多晶模板层，并且单晶层没有在多晶模板层之上。在另一个实施例中，多晶模板层和单晶层通过设置在中心区域和边缘区域之间的中间区域彼此分离。在又一个实施例中，单晶层可以是在多晶模板层之上延伸并且延伸到衬底的边缘的较大半导体层的一部分。所述半导体层位于多晶模板层之上的部分可以保留在多晶模板层之上，或者，可以不保留在多晶模板层之上。在另一个实施例中，单晶层包括铝，其中没有单晶层位于边缘区域之上。在又一个实施例中，半导体晶片可以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与在中心区域之上并且不在边缘区域之上的单晶层，并且所述单晶层直接接触生长表面并从该生长表面形成。沿着垂直于主表面的任意线，在单晶层和衬底之间没有设置其它层在生长表面之上。 形成半导体晶片的工艺过程可以包括: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，以及在边缘区域内的主表面之上形成图案化的多晶模板层。该过程可以还包括:在中心区域和边缘区域内的主表面之上形成半导体层，其中所述半导体层在中心区域内是单晶，而在边缘区域内是多晶。在一实施例中，该工艺可以还包括:去除在边缘区域之上的半导体层的部分，其中所述半导体层的剩余部分是单晶的并且位于中心区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H·泽阿德，P·莫恩斯，E·德巴克尔，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US