半导体结构及其形成方法技术

提供一种半导体结构及其形成方法。所述半导体结构包含基底、缓冲层、阻挡层、介电层、保护层以及源极结构和漏极结构。所述缓冲层设置在基底上。所述阻挡层设置在缓冲层上。所述介电层设置在阻挡层上。所述保护层设置在介电层上。所述源极结构和所述漏极结构设置在保护层上。本发明专利技术所提供的半导体结构及其形成方法可避免在执行加热工艺以形成欧姆接触的期间，源极结构和漏极结构的导电材料扩散到介电层，从而避免源极结构和漏极结构与栅极结构产生短路。路。路。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其形成方法


[0001]本专利技术实施例有关于一种半导体结构，特别是有关于高电子移动率晶体管(high electron mobility transistor，HEMT)的半导体结构及其形成方法。

技术介绍

[0002]高电子移动率晶体管(High Electron Mobility Transistor，HEMT)因具有高崩溃电压、高输出电压等优点，广泛应用于高功率半导体装置当中。
[0003]GaN材料因为具有宽能带间隙及高速移动电子，所以GaN HEMT在射频与功率的应用上被积极的开发。GaN HEMT的导通电阻主要是由二维电子气通道以及源极和漏极与GaN的异质接面来决定。由于源极和漏极与GaN的异质接面的电阻极高。因此，通常会通过加热工艺，使部分的源极和漏极的金属扩散至二维电子气通道，从而形成良好的欧姆接触(ohmic contact)。
[0004]然而，源极和漏极的材料同样也会扩散至氧化层。因为硅在400℃左右对一些材料，例如铝，有相当程度的固态溶解度(Solid Solubility)，所以在温度400℃以上的工艺温度的期间，铝会与硅表面发生扩散的现象，硅就会通过扩散效应进入铝，而铝也会回填硅因扩散作用所遗留下來的空隙，因此在铝与硅接触的地方，会形成所谓的突穿现象(Spiking)，使得源极和漏极与栅极产生不希望的电性连接，而导致短路。
[0005]虽然现有的高电子移动率晶体管大致上可改善突穿现象，但并非各方面皆令人满意。因此，仍需要一种新的高电子移动率晶体管，以符合各方面的需求。

技术实现思路

[0006]根据本专利技术的一些实施例，提供一种半导体结构。半导体结构包含基底、缓冲层、阻挡层、介电层、保护层以及源极结构和漏极结构。前述缓冲层设置在基底上。前述阻挡层设置在缓冲层上。前述介电层设置在阻挡层上。前述保护层设置在介电层上。前述源极结构和前述漏极结构设置在保护层上。
[0007]根据本专利技术的一些实施例，提供一种半导体结构的形成方法。方法包含提供基底；形成缓冲层于基底上；形成阻挡层于缓冲层上；形成介电层于阻挡层上；形成保护层于介电层上；以及形成源极结构和漏极结构于保护层上。
附图说明
[0008]以下将配合所附图式详述本专利技术实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本专利技术实施例的特征。
[0009]图1至图5是根据一些实施例绘示出形成半导体结构的不同阶段的剖面图；
[0010]图6是根据一些实施例绘示的半导体结构的剖面图。
[0011]符号说明
[0012]100～半导体结构；
[0013]102～基底；
[0014]104～缓冲层；
[0015]106～阻挡层；
[0016]108～通道区；
[0017]110～介电层；
[0018]112、112
’
～保护层；
[0019]114～开口；
[0020]116～导电材料层；
[0021]116S～源极结构；
[0022]116D～漏极结构；
[0023]118～栅极结构；
[0024]118a～栅极层；
[0025]118b～栅极电极层。
具体实施方式
[0026]以下公开许多不同的实施方法或是例子来实行本专利技术实施例的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本专利技术实施例。当然这些实施例仅用以例示，且不所述以此限定本专利技术实施例的范围。例如，在说明书中提到第一特征形成于第二特征之上，其包括第一特征与第二特征是直接接触的实施例，另外也包括于第一特征与第二特征之间另外有其他特征的实施例，亦即，第一特征与第二特征并非直接接触。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示，这些重复仅为了简单清楚地叙述本专利技术实施例，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。
[0027]此外，其中可能用到与空间相对用语，例如“在
…
下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用语，这些空间相对用语是为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相对用语包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及图式中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，则其中所使用的空间相对形容词也将依转向后的方位来解释。
[0028]在此，“约”、“大约”、“大抵”的用语通常表示在一给定值或范围的20％之内，较佳是10％之内，且更佳是5％之内，或3％之内，或2％之内，或1％之内，或0.5％之内。应注意的是，说明书中所提供的数量为大约的数量，亦即在没有特定说明“约”、“大约”、“大抵”的情况下，仍可隐含“约”、“大约”、“大抵”的含义。
[0029]能理解的是，虽然在此可使用用语“第一”、“第二”、“第三”等来叙述各种元件、组成成分、区域、层、及/或部分，这些元件、组成成分、区域、层、及/或部分不应被这些用语限定，且这些用语仅是用来区别不同的元件、组成成分、区域、层、及/或部分。因此，以下讨论的一第一元件、组成成分、区域、层、及/或部分可在不偏离本揭露的教示的情况下被称为一第二元件、组成成分、区域、层、及/或部分。
[0030]虽然所述的一些实施例中的步骤以特定顺序进行，这些步骤亦可以其他合逻辑的顺序进行。在不同实施例中，可替换或省略一些所述的步骤，亦可于本专利技术实施例所述的步
骤之前、之中、及/或之后进行一些其他操作。本专利技术实施例中的高电子移动率晶体管可加入其他的特征。在不同实施例中，可替换或省略一些特征。
[0031]若未特别说明，类似名称的元件或层可采用类似的材料或方法形成。
[0032]本专利技术实施例提供一种半导体结构及其形成方法。通过在源极结构和介电层以及在漏极结构和介电层之间设置保护层设置，可避免在执行加热工艺以形成欧姆接触(ohmic contact)时，源极结构和漏极结构的导电材料扩散到介电层，从而避免源极结构和漏极结构与栅极结构产生短路。
[0033]图1至图5是根据一些实施例绘示出形成半导体结构100的不同阶段的剖面示意图。如图1所绘示，提供一基底102。在一些实施例中，基底102可为Al2O3(蓝宝石(sapphire))基底。此外，基底102亦可为半导体基底。前述半导体基底可为元素半导体，包含硅(silicon)或锗(germanium)；化合物半导体，包含氮化镓(gallium nitride，GaN)、碳化硅(silicon carbide)、砷化镓(gallium arsenide)、磷化镓(gallium phosphide)、磷化铟(indium phosphide)、砷化铟(indium arsenide)及/或锑化铟(indium antimonide)；合金半导体，包含硅锗合金(SiGe)、磷砷镓合金(GaA本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，其特征在于，包括：一基底；一缓冲层，设置在所述基底上；一阻挡层，设置在所述缓冲层上；一介电层，设置在所述阻挡层上；一保护层，设置在所述介电层上；以及一源极结构和一漏极结构，设置在所述保护层上。2.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层的材料包括TiN、SiN或TiN和SiN的组合。3.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层为一多层结构。4.如权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述保护层包括：一材料层，其中所述材料层包括TiN、SiN或TiN和SiN的组合；以及一钝化层，设置在所述材料层上。5.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述源极结构和所述漏极结构直接接触所述缓冲层。6.如权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，还包括一栅极结构，设置在所述源极结构和所述漏极结构之间。7.一种半导体结构的形成方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：周政伟，林鑫成，林永丰，
申请(专利权)人：世界先进积体电路股份有限公司，
类型：发明
国别省市：