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

【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；
[0007]凹槽，位于所述外延层内，将所述外延层分为多个发光单元；
[0008]隔离介质层，位于所述凹槽表面以及所述外延层上表面；
[0009]晶体管结构，包括栅极层
、
栅介质层以及有源层，且所述栅极层包括多个间隔设置的栅极，所述栅极与所述发光单元一一对应设置，且所述栅极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；所述栅介质层位于所述栅极表面，所述有源层位于所述栅介质层表面
。
[0010]上述半导体结构，将由栅极层
、
栅介质层以及有源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
。
[0011]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
。
[0012]在其中一个实施例中，所述栅介质层暴露所述栅极的一端，所述半导体结构还包括：
[0013]平坦化介质层，位于所述有源层以及所述栅极层上；
[0014]栅极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述栅极层；
[0015]源极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述有源层；
[0016]漏极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述有源层；
[0017]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
。
[0018]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括：
[0019]驱动基板，键合在所述平坦化介质层远离所述有源层的一侧，连接所述栅极互连结构
、
源极互连结构以及漏极互连结构；
[0020]阴极，位于所述
N
型半导体层远离所述发光层的一侧
。
[0021]在其中一个实施例中，所述晶体管结构环绕所述发光单元
。
[0022]在其中一个实施例中，所述半导体结构还包括：
[0023]刻蚀阻挡层，位于所述晶体管结构以及所述隔离介质层上
。
[0024]本申请还提供了一种半导体结构的制备方法，包括：
[0025]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凹槽，所述凹槽将所述外延层分为多个发光单元；
[0026]于所述凹槽表面以及所述外延层上形成隔离介质层；
[0027]于所述隔离介质层上形成栅极层，所述栅极层包括多个间隔设置的栅极，所述栅极与所述发光单元一一对应设置，且所述栅极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；
[0028]于所述栅极层上形成栅介质层；
[0029]于所述栅介质层上形成有源层，所述有源层
、
栅介质层以及栅极层形成晶体管结构
。
[0030]上述半导体结构的制备方法，将由栅极层
、
栅介质层以及有源层形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，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
。
[0031]同时，形成晶体管结构之前在凹槽表面以及外延层上表面形成隔离介质层，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
。
[0032]在其中一个实施例中，所述栅介质层暴露所述栅极的一端，所述半导体结构的制备方法还包括：
[0033]于所述有源层以及所述栅极层上形成平坦化介质层；
[0034]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述栅极层的栅极互连结构；
[0035]形成贯穿所述平坦化介质层延伸至所述有源层的源极互连结构以及漏极互连结构；
[0036]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
。
[0037]在其中一个实施例中，所述半导体结构的制备方法还包括：
[0038]于所述平坦化介质层远离所述有源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；
[0039]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
。
[0040]在其中一个实施例中，所述晶体管结构环绕所述发光单元
。
[0041]在其中一个实施例中，于所述栅介质层上形成有源层之后，包括：
[0042]于所述有源层以及所述栅极层上形成刻蚀阻挡层
。
附图说明
[0043]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
。
[0044]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；
[0045]图2至图
11
为一实施例中提供的半导体结构的制备方法中所得结构的截面结构示意图；
[0046]图
12
至图
14
为一实施例中提供的半导体结构的制备方法中所得结构的俯视结构示意图
。
[0047]附图标记说明：
100
‑
衬底，
200
‑
外延层，
210
‑
N
型半导体层，
220
‑
发光层，
230
‑
P
型半导体层，
300
‑
隔离介质层，
...

【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；凹槽，位于所述外延层内，将所述外延层分为多个发光单元；隔离介质层，位于所述凹槽表面以及所述外延层上表面；晶体管结构，包括栅极层
、
栅介质层以及有源层，且所述栅极层包括多个间隔设置的栅极，所述栅极与所述发光单元一一对应设置，且所述栅极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；所述栅介质层位于所述栅极表面，所述有源层位于所述栅介质层表面
。2.
根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述栅介质层暴露所述栅极的一端，所述半导体结构还包括：平坦化介质层，位于所述有源层以及所述栅极层上；栅极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述栅极层；源极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述有源层；漏极互连结构，由所述平坦化介质层贯穿至所述有源层；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
。3.
根据权利要求2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有源层的一侧，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
。4.
根据权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述晶体管结构环绕所述发光单元
。5.
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：刻蚀阻挡层，位于所述晶体管结构以及所述隔离介质层上
。6.
一种半导体结构的制备方法，其特征在于，包括：提供芯片基板，所述芯片基板包括衬底...

【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：