半导体结构及其制作方法技术

技术编号:35157618 阅读:29 留言:0更新日期:2022-10-12 17:14
一种半导体结构,包括陶瓷基底、第一键合层、第二键合层、空腔、及半导体层。其中,陶瓷基底包括位于其表面的孔洞。第一键合层设置于陶瓷基底的表面之上,且第二键合层键合至第一键合层。空腔设置于孔洞的上方且被第一键合层及第二键合层围封。半导体层延伸跨越空腔的上方且沿着第二键合层的表面而设置。且沿着第二键合层的表面而设置。且沿着第二键合层的表面而设置。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种半导体结构,尤其涉及一种包括陶瓷基板的半导体结构及其制作方法。

技术介绍

[0002]随着5G通讯及电动车产业的发展,对于高频率、高功率半导体元件的需求也日益成长,这些高频率、高功率半导体元件可例如是高频晶体管、高功率场效晶体管、或高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor,HEMT)。高频率、高功率半导体元件一般采用半导体化合物,例如氮化镓、碳化硅等III

V族半导体化合物,其具备高频率、耐高压、低导通电阻等特性。此外,由于为了提升散热效果,一般会以陶瓷基板作为上述半导体元件的承载基板。
[0003]然而,由于陶瓷基板通常是经由烧结制程而形成,因此其表面和内部会分布孔洞和孔隙,且部分孔洞和孔隙的直径可能会大于10μm。由于陶瓷基板会被用来承载其他的叠层,因此需要平坦且完整的表面。倘若表面存在孔洞,将会造成陶瓷基板上方的叠层产生破裂或缺陷。一般而言,可以在陶瓷基板的表面形成填充层,以消除直径较小(≦10μm)的孔洞,但是对于直径较大(>大于10μm)的孔洞,则仍无法通过沉积制程而消除。
[0004]因此,有必要提供一种改良的半导体结构及其制作方法,以解决现有技术中存在的缺失。

技术实现思路

[0005]有鉴于此,本专利技术提供一种半导体结构及其制作方法,以解决现有技术所面临的技术问题。
[0006]根据本专利技术一实施例,公开一种半导体结构,包括陶瓷基底、第一键合层、第二键合层、空腔、及半导体层。其中,陶瓷基底包括位于其表面的孔洞。第一键合层设置于陶瓷基底的表面之上,且第二键合层键合至第一键合层。空腔设置于孔洞的上方且被第一键合层及第二键合层围封。半导体层延伸跨越空腔的上方且沿着第二键合层的表面而设置。
[0007]根据本专利技术另一实施例,公开一种半导体结构的制作方法,包括下列步骤。提供一第一晶圆结构,其中第一晶圆结构包括陶瓷基底及第一键合层,陶瓷基底包括位于其表面的孔洞,且第一键合层设置于陶瓷基底的表面,且部分的第一键合层会填入孔洞。提供第二晶圆结构,其中第二晶圆结构包括半导体层及设置于半导体层表面的第二键合层。键合第一晶圆结构和第二晶圆结构,使第一键合层和第二键合层围封空腔,其中空腔重叠于孔洞。
[0008]根据本专利技术实施例,通过在陶瓷基底的孔洞中和表面上形成第一键合层,并利用晶圆键合,便可以将第二键合层和半导体层完整转移至陶瓷基底之上。因此,可使得半导体层完整延伸跨越位于陶瓷基底表面的各孔洞,而不会发生截断或破裂的情形。
附图说明
[0009]为了使下文更容易被理解,在阅读本专利技术时可同时参考图式及其详细文字说明。通过本文中的具体实施例并参考相对应的图式,俾以详细解说本专利技术的具体实施例,并用以阐述本专利技术的具体实施例的作用原理。图1是本专利技术一实施例的提供包括孔洞的第一晶圆结构的剖面示意图。图2是本专利技术一实施例的半导体装置的剖面示意图。图3是本专利技术一实施例对第一键合层施予平坦化制程后的剖面示意图。图4是本专利技术一实施例的提供第二晶圆结构后的剖面示意图。图5是本专利技术一实施例键合第一键合层和第二键合层之后的剖面示意图。图6是本专利技术一实施例施行分离制程后的剖面示意图。图7是本专利技术一实施例施行形成元件层之后的剖面示意图。图8是本专利技术一实施例的半导体结构的制作方法流程图。
[0010]其中,附图标记说明如下:100
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第一晶圆结构102
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陶瓷基底104
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孔洞104a
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第一孔洞104b
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第二孔洞104c
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第三孔洞105
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上表面106
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孔隙107
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下表面112
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第一填充层114
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第二填充层116
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第一键合层120
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凹陷120a
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第一凹陷120b
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第二凹陷121a
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边缘121b
···
边缘122
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空腔122a
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第一空腔122b
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第二空腔130
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第一键合面200
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第二晶圆结构202
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第二基底202a
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半导体层202b
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载体层205
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上表面
207
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下表面216
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第二键合层230
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第二键合面240
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掺杂层300
···
半导体结构304
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暴露面330
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键合面400
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半导体结构402
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缓冲层404
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半导体叠层406
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元件层500
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制作方法D1
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第一深度D2
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第二深度D3
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第三深度L1
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距离L2
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距离S502
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步骤S504
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步骤S506
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步骤T1
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第一厚度T2
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第二厚度T3
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第三厚度W1
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第一宽度W2
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第二宽度W3
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第三宽度W4
···
第四宽度W5
···
第五宽度
具体实施方式
[0011]本专利技术提供了数个不同的实施例,可用于实现本专利技术的不同特征。为简化说明起见,本专利技术也同时描述了特定构件与布置的范例。提供这些实施例的目的仅在于示意,而非予以任何限制。
[0012]本专利技术中针对「第一部件形成在第二部件上或上方」的叙述,其可以是指「第一部件与第二部件直接接触」,也可以是指「第一部件与第二部件之间另存在有其他部件」,致使第一部件与第二部件并不直接接触。此外,本专利技术中的各种实施例可能使用重复的元件符号和/或文字注记。使用这些重复的元件符号与文字注记是为了使叙述更简洁和明确,而非用以指示不同的实施例及/或配置之间的关联性。
[0013]另外,针对本专利技术中所提及的空间相关的叙述词汇,例如:「在...之下」、「在...之
上」、「低」、「高」、「下方」、「上方」、「之下」、「之上」、「底」、「顶」和类似词汇时,为便于叙述,其用法均在于描述图式中一个部件或特征与另一个(或多个)部件或特征的相对关系。除了本文档来自技高网
...

【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:一陶瓷基底,包括一表面及位于所述表面的至少一孔洞;一第一键合层,设置于所述陶瓷基底的所述表面之上;一第二键合层,键合至所述第一键合层;至少一空腔,设置于所述至少一孔洞的上方,且被所述第一键合层及所述第二键合层围封;以及一半导体层,延伸跨越所述至少一空腔的上方,且沿着所述第二键合层的表面而设置。2.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述至少一孔洞的深度和宽度的至少其中之一为10μm至30μm。3.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述至少一孔洞的深度大于所述第一键合层的厚度。4.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一键合层的材质相异于所述陶瓷基底的材质。5.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一键合层及所述第二键合层的材质包括含硅氧化物。6.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第一键合层包括一第一填充层和一第二填充层,所述第二填充层填入所述至少一孔洞,且所述第二填充层设置于所述第一填充层之上。7.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于:所述第一键合层和所述第二键合层之间存在一接触面;以及所述至少一空腔的至少一边缘切齐所述接触面。8.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述第二键合层覆盖所述陶瓷基底的所述表面,且延伸跨越所述至少一孔洞及所述至少一空腔。9.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,所述半导体层直接接触所述第二键合层,且顺向性沿着所述第二键合层的所述表面而设置。10.如权利要求1所述的半导体结构,其特征在于,另包括一元件层,所述元件层设置于所述半导体层之上且包括至少一电极、一互连结构、及至少一介电层。11.一种半导体结构的制作方法,其特征在于,包括:提供一第一晶圆结构,其中所述第一晶圆结构包括:一陶瓷基底,包括一表面及位于所述表面的至少一孔洞;以及一第一键合层,设置于所述陶瓷基底的所述表面,且部分的所述第一键合层会填入所述至少一孔洞;提供一第二晶圆结构,其中所述第二晶圆结构包括:一半导体层,包括一表面;以及一第二键合层,设置于所述半导体层的所述表面;以及键合所述第一晶圆结构和所述第二晶圆结构,使所述第一键合层和所述第二键合层围封至少一空腔,其中所述至少一空腔重叠所述至少一孔洞。12.如权利要求11所述的半导体结构的制作方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜杨林永丰林琮翔周钰杰周政道卢奕均陈俊旭
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:

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