【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种半导体结构及其形成方法，且特别涉及一种用于高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，hemt)的半导体结构。
技术介绍
1、高电子迁移率晶体管(high electron mobility transistor，hemt)是晶体管的一种。hemt包括由两种具有不同能隙的半导体材料所形成的异质结(hetero junction)。异质结可产生二维电子气(two dimensional electron gas，2-deg)可作为hemt的导电沟道。由于hemt具有低阻值、高击穿电压以及快速开关切换频率等优点，故在高功率电子元件的领域中受到广泛的应用。
2、hemt可依据沟道的常开或常关而分别归类为空乏型(depletion mode)或增强型(enhancement mode)hemt。增强型晶体管元件因为其提供的附加安全性以及其更容易由简单、低成本的驱动电路来控制，故在业界获得相当大的关注。
3、然而，当hemt应用于高功率元件时，hemt的漏极通常会被施加一高电压(例如大于100v)，使得hemt容易遇到诸如栅极漏流(gate leakage)、时间相依介电击穿(timedependent dielectric breakdown，tddb)或电流击穿(current collapse)等问题。因此，包括hemt的现有高功率元件并不完全令人满意。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种半导体结构
2、本专利技术一实施例提供一种半导体结构，其包括基础图案、第一半导体层以及栅极结构。基础图案包括沟道区及邻近沟道区的漏极区。第一半导体层设置在基础图案的沟道区上。栅极结构设置在第一半导体层上且包括第一堆叠以及第二堆叠。第一堆叠设置在第一半导体层上且包括第二半导体层以及在第二半导体层上的第三半导体层。第二堆叠设置在第一堆叠上且包括在第三半导体层上的第四半导体层以及在第四半导体层上的导体层。第一堆叠在水平于基础图案的顶表面的第一方向上包括邻近漏极区的第一侧壁以及与第一侧壁相对的第二侧壁。第一侧壁在第一方向上与第二堆叠相距第一距离，且第二侧壁在第一方向上与第二堆叠相距第二距离。第一距离和第二距离为大于0的正数，且第一距离大于第二距离。
3、在一些实施例中，第一半导体层和第三半导体层中的每一者包括掺杂于其中的第一元素。第一元素掺杂于第一半导体层的浓度大于第一元素掺杂于第三半导体层的浓度。
4、在一些实施例中，第二半导体层和第四半导体层中的每一者包括掺杂于其中的第二元素。第二元素掺杂于第二半导体层的浓度小于第二元素掺杂于第四半导体层的浓度。
5、在一些实施例中，第一距离为约0.1μm至约0.5μm。
6、在一些实施例中，半导体结构还包括漏极接触件，其设置在基础图案的漏极区上且包括第三堆叠以及欧姆接触层。第三堆叠设置在第一半导体层上且与第一堆叠间隔开来。欧姆接触层设置在第三堆叠上且与基础图案的漏极区接触。
7、在一些实施例中，第三堆叠包括与第一半导体层接触的第五半导体层以及在第五半导体层上的第六半导体层。第五半导体层的顶表面包括与六半导体层接触的第一区域以及与欧姆接触层接触的第二区域。
8、在一些实施例中，第二区域的水平面积大于第一区域的水平面积。
9、在一些实施例中，第五半导体层与第二半导体层具有相同的材料，且第六半导体层与第三半导体层具有相同的材料。
10、在一些实施例中，第四半导体层在第一方向上包括邻近漏极区的第三侧壁以及与第三侧壁相对的第四侧壁。第三侧壁与第一侧壁相距第一距离，且第四侧壁与第二侧壁相距第二距离。
11、本专利技术一实施例提供一种形成半导体结构的方法，其包括：提供基础图案，其中基础图案包括沟道区及邻近沟道区的漏极区；在基础图案的顶表面上依序形成第一半导体材料层、第二半导体材料层、第三半导体材料层、第四半导体材料层以及导体材料层；图案化导体材料层及第四半导体材料层，以在第三半导体材料层上形成包括导体层和第四半导体层的第一堆叠；以及图案化第三半导体材料层和第二半导体材料层，以在第一半导体材料层上形成彼此间隔开来的第二堆叠以及第三堆叠，其中第二堆叠在第一半导体材料层和第一堆叠之间。第二堆叠包括面对第三堆叠的第一侧壁以及与第一侧壁相对的第二侧壁。第一侧壁与所述第一堆叠相距第一距离，且第二侧壁与第一堆叠相距第二距离。第一距离和第二距离为大于0的正数，且第一距离大于第二距离。
12、在一些实施例中，其中第一半导体材料层和第三半导体材料层中的每一者包括掺杂于其中的第一元素。第一元素掺杂于第一半导体材料层的浓度大于第一元素掺杂于第三半导体材料层的浓度。
13、在一些实施例中，第二半导体材料层和第四半导体材料层中的每一者包括掺杂于其中的第二元素。第二元素掺杂于第二半导体材料层的浓度小于第二元素掺杂于第四半导体材料层的浓度。
14、在一些实施例中，形成半导体结构的方法还包括在形成第二堆叠以及第三堆叠之后，对第一半导体材料层进行图案化制作工艺，以形成第一半导体层并暴露出基础图案的漏极区。第三堆叠的一部分在进行图案化制作工艺中被移除，使得第三堆叠具有阶梯结构。
15、在一些实施例中，在暴露出的漏极区上形成欧姆接触层，其中欧姆接触层覆盖具有阶梯结构的第三堆叠。
16、基于上述，在上述半导体结构及其形成方法中，由于栅极结构设计为在邻近漏极的一侧具有延伸部分(即第一距离大于第二距离)，如此可在高电压操作期间抑制电流击穿以改善装置可靠性。
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1.一种半导体结构，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一半导体层和所述第三半导体层中的每一者包括掺杂于其中的第一元素，所述第一元素掺杂于所述第一半导体层的浓度大于所述第一元素掺杂于所述第三半导体层的浓度。
3.如权利要求2所述的半导体结构，其中所述第二半导体层和所述第四半导体层中的每一者包括掺杂于其中的第二元素，所述第二元素掺杂于所述第二半导体层的浓度小于所述第二元素掺杂于所述第四半导体层的浓度。
4.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一距离为约0.1μm至约0.5μm。
5.如权利要求1所述的半导体结构，还包括：
6.如权利要求5所述的半导体结构，其中所述第三堆叠包括与所述第一半导体层接触的第五半导体层以及在所述第五半导体层上的第六半导体层，所述第五半导体层的顶表面包括与所述六半导体层接触的第一区域以及与所述欧姆接触层接触的第二区域。
7.如权利要求6所述的半导体结构，其中所述第二区域的水平面积大于所述第一区域的水平面积。
8.如权利要求5所述的半导体结构，其中所述第五半
9.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述第四半导体层在所述第一方向上包括邻近所述漏极区的第三侧壁以及与所述第三侧壁相对的第四侧壁，所述第三侧壁与所述第一侧壁相距所述第一距离，所述第四侧壁与所述第二侧壁相距所述第二距离。
10.一种形成半导体结构的方法，包括：
11.如权利要求10所述的方法，其中所述第一半导体材料层和所述第三半导体材料层中的每一者包括掺杂于其中的第一元素，所述第一元素掺杂于所述第一半导体材料层的浓度大于所述第一元素掺杂于所述第三半导体材料层的浓度。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述第二半导体材料层和所述第四半导体材料层中的每一者包括掺杂于其中的第二元素，所述第二元素掺杂于所述第二半导体材料层的浓度小于所述第二元素掺杂于所述第四半导体材料层的浓度。
13.如权利要求10所述的方法，还包括：
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种半导体结构，包括：
2.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一半导体层和所述第三半导体层中的每一者包括掺杂于其中的第一元素，所述第一元素掺杂于所述第一半导体层的浓度大于所述第一元素掺杂于所述第三半导体层的浓度。
3.如权利要求2所述的半导体结构，其中所述第二半导体层和所述第四半导体层中的每一者包括掺杂于其中的第二元素，所述第二元素掺杂于所述第二半导体层的浓度小于所述第二元素掺杂于所述第四半导体层的浓度。
4.如权利要求1所述的半导体结构，其中所述第一距离为约0.1μm至约0.5μm。
5.如权利要求1所述的半导体结构，还包括：
6.如权利要求5所述的半导体结构，其中所述第三堆叠包括与所述第一半导体层接触的第五半导体层以及在所述第五半导体层上的第六半导体层，所述第五半导体层的顶表面包括与所述六半导体层接触的第一区域以及与所述欧姆接触层接触的第二区域。
7.如权利要求6所述的半导体结构，其中所述第二区域的水平面积大于所述第一区域的水平面积。
8.如权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：张家豪，周志文，陈辉煌，陈信宏，黄郁仁，
申请(专利权)人：力晶积成电子制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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