半导体结构及其制备方法技术

本申请涉及一种半导体结构及其制备方法，包括：外延层，外延层包括层叠设置的N型半导体层、发光层以及P型半导体层，外延层内形成有开口，开口将外延层分为多个发光单元；隔离介质层，位于开口表面以及外延层上表面；多个间隔设置的栅极结构，包括于隔离介质层上依次层叠的栅极与栅介质层，栅极结构与发光单元一一对应设置，且栅极结构由隔离介质层侧壁向位于侧壁两侧的隔离介质层表面延伸；有源层，位于栅介质层上，暴露位于开口侧壁的至少一侧的隔离介质层；层间介质层，覆盖有源层、栅极结构以及隔离介质层；电极层，位于层间介质层上，包括与有源层两侧分别连接的源极以及漏极。将晶体管结构内嵌于发光单元之间，使得二者进行了结合。合。合。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构及其制备方法


[0001]本申请涉及集成电路
，特别是涉及一种半导体结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]响应于微显示屏对于屏幕像素密度、刷新频率、灰阶展开、亮度均匀性的要求，驱动电路需要采用高性能的薄膜晶体管(例如模拟电路采用低温多晶硅薄膜晶体管)，薄膜晶体管具有电子迁移率高、关态电流低、均匀性好的特点。
[0003]然而，目前的薄膜晶体管不能很好的与发光单元结合。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对传统技术中的薄膜晶体管不能很好的与发光单元结合问题提供一种半导体结构及其制备方法。
[0005]为了实现上述目的，一方面，本申请提供了一种半导体结构，包括：
[0006]外延层，所述外延层包括层叠设置的N型半导体层、发光层以及P型半导体层，所述外延层内形成有开口，所述开口将所述外延层分为多个发光单元；
[0007]隔离介质层，位于所述开口表面以及所述外延层上表面；
[0008]多个间隔设置的栅极结构，包括于所述隔离介质层上依次层叠的栅极与栅介质层，所述栅极结构与所述发光单元一一对应设置，且所述栅极结构由所述隔离介质层侧壁向位于所述侧壁两侧的所述隔离介质层表面延伸；
[0009]有源层，位于所述栅介质层上，暴露位于所述开口侧壁的至少一侧的所述隔离介质层；
[0010]层间介质层，覆盖所述有源层、所述栅极结构以及所述隔离介质层；
[0011]电极层，位于所述层间介质层上，包括与所述有源层两侧分别连接的源极以及漏极。
[0012]上述半导体结构中，将由栅极结构、有源层、层间介质层以及电极层构成的晶体管结构内嵌于发光单元之间，使得晶体管结构与发光单元进行了结合。
[0013]同时，隔离介质层将晶体管结构同发光单元有效隔离，从而使得器件性能稳定。
[0014]在其中一个实施例中，所述有源层暴露位于所述开口内的所述隔离介质层。
[0015]在其中一个实施例中，所述栅极结构以及所述有源层环绕所述发光单元。
[0016]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括：
[0017]平坦化介质层，位于所述电极层以及所述层间介质层上；
[0018]栅极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述栅极；
[0019]源极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述源极；
[0020]漏极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述漏极；
[0021]阳极，由所述平坦化介质层贯穿至所述发光单元顶面的所述P型半导体层。
[0022]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括：
[0023]平坦化介质层，位于所述电极层以及所述层间介质层上；
[0024]栅极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述栅极；
[0025]源极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述源极；
[0026]漏极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述漏极以及所述P型半导体层，所述漏极互连结构与所述发光单元顶面正相对设置。
[0027]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括：
[0028]驱动基板，键合在所述平坦化介质层远离所述电极层的一侧，连接所述栅极互连结构、源极互连结构以及漏极互连结构；
[0029]阴极，位于所述N型半导体层远离所述发光层的一侧。
[0030]本申请还提供了一种半导体结构的制备方法，包括：
[0031]提供芯片基板，所述芯片基板包括衬底及外延层，所述外延层包括依次形成于所述衬底上的N型半导体层、发光层以及P型半导体层，所述外延层内形成有开口，所述开口暴露所述衬底并将所述外延层分为多个发光单元；
[0032]于所述开口表面以及所述外延层上形成隔离介质层；
[0033]于所述隔离介质层上形成多个间隔设置的栅极结构，所述栅极结构包括依次形成的栅极与栅介质层，所述栅极结构与所述发光单元一一对应设置，且所述栅极结构由所述隔离介质层侧壁向所述侧壁两侧的所述隔离介质层表面延伸；
[0034]于所述栅介质层上形成有源层，所述有源层暴露位于所述开口侧壁的至少一侧的所述隔离介质层；
[0035]形成覆盖所述有源层、所述栅极结构以及所述隔离介质层的层间介质层；
[0036]于所述层间介质层上形成电极层，所述电极层包括与所述有源层两侧分别连接的源极以及漏极。
[0037]上述半导体结构的制备方法中，栅极结构、有源层、层间介质层、源极以及漏极共同形成晶体管结构，并内嵌于发光单元之间，使得晶体管结构同发光单元进行了结合，二者的工艺流程兼容、简化了工艺步骤，提高了工艺效率，增加了产能。
[0038]同时，形成在开口表面以及外延层上表面的隔离介质层，将晶体管结构同发光单元有效隔离，从而使得器件性能稳定。
[0039]在其中一个实施例中，所述半导体结构的制备方法还包括：
[0040]于所述电极层以及所述层间介质层上形成平坦化介质层；
[0041]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述栅极的栅极互连结构；
[0042]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述源极的源极互连结构；
[0043]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述漏极的漏极互连结构；
[0044]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述发光单元顶面的所述P型半导体层的阳极。
[0045]在其中一个实施例中，所述半导体结构的制备方法还包括：
[0046]于所述电极层以及所述层间介质层上形成平坦化介质层；
[0047]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述栅极的栅极互连结构；
[0048]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述源极的源极互连结构；
[0049]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述漏极以及所述P型半导体层的漏极互连结
构，所述漏极互连结构与所述发光单元顶面正相对设置。
[0050]在其中一个实施例中，所述半导体结构的制备方法还包括：
[0051]于所述平坦化介质层远离所述电极层的一侧键合驱动基板，所述驱动基板连接所述栅极互连结构、源极互连结构以及漏极互连结构；
[0052]去除所述衬底，于所述N型半导体层远离所述发光层的一侧形成阴极。
附图说明
[0053]为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0054]图1为一实施例中提供的半导体结构的制备方法的流程图；
[0055]图2至图10为一实施例中提供的半导体结构的制备方法中不同步骤所得结构的截面结构示意图；
[0056]图11至图14为一实施例中提供的半导体结构的制备方法中不同步骤所得结构的俯视结构示意图。
[0057]附图标记说明：100
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【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：外延层，所述外延层包括层叠设置的N型半导体层、发光层以及P型半导体层，所述外延层内形成有开口，所述开口将所述外延层分为多个发光单元；隔离介质层，位于所述开口表面以及所述外延层上表面；多个间隔设置的栅极结构，包括于所述隔离介质层上依次层叠的栅极与栅介质层，所述栅极结构与所述发光单元一一对应设置，且所述栅极结构由所述隔离介质层侧壁向位于所述侧壁两侧的所述隔离介质层表面延伸；有源层，位于所述栅介质层上，暴露位于所述开口侧壁的至少一侧的所述隔离介质层；层间介质层，覆盖所述有源层、所述栅极结构以及所述隔离介质层；电极层，位于所述层间介质层上，包括与所述有源层两侧分别连接的源极以及漏极。2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述有源层暴露位于所述开口内的所述隔离介质层。3.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述栅极结构以及所述有源层环绕所述发光单元。4.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：平坦化介质层，位于所述电极层以及所述层间介质层上；栅极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述栅极；源极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述源极；漏极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述漏极；阳极，由所述平坦化介质层贯穿至所述发光单元顶面的所述P型半导体层。5.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法，其特征在于，所述半导体结构还包括：平坦化介质层，位于所述电极层以及所述层间介质层上；栅极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述栅极；源极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述源极；漏极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述漏极以及所述P型半导体层，所述漏极互连结构与所述发光单元顶面正相对设置。6.根据权利要求4或5所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：驱动基板，键合在所述平坦化介质层远离所述电极层的一侧，连接所述栅极互连结构、源极互连结构以及漏极互连结构；阴极，位于所述N型半导体层远离所述发光层的一侧。7.一种半导体结构的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：籍亚男，赵影，
申请(专利权)人：苏州市奥视微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：