[发明专利]半导体装置结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种半导体装置结构及其制造方法。上述制造方法包含提供衬底基板。上述制造方法亦包含形成缓冲层于衬底基板上。上述制造方法更包含形成图案化硅层于缓冲层上。图案化硅层具有开口露出部分的缓冲层。此外，上述制造方法包含依序外延生长图案化沟道层及图案化障壁层于图案化硅层的上表面上。载流子沟道形成于图案化沟道层与图案化障壁层之间的界面上。上述制造方法亦包含形成栅极电极于图案化障壁层上。本发明可以提升半导体装置结构的品质，降低半导体装置结构的制造成本。

技术领域

本发明是有关于半导体装置结构，且特别是有关于一种具有复合式基板的半导体装置结构。

背景技术

近年来，半导体装置结构在电脑、消费电子等领域中发展快速。目前，半导体装置技术在金属氧化物半导体场效晶体管的产品市场中已被广泛接受，具有很高的市场占有率。

近年来，硅上氮化镓(GaN-on-Si)材料为主的装置已成为电源装置的一个具有吸引力的选项。GaN晶体管装置结构可在靠近AlGaN与GaN异结构间的二维电子云中提供高电子移动率。高电子移动率使得在高频的射频装置仍可得到良好的功率增益。然而，目前的GaN晶体管装置结构并非各方面皆令人满意。因此，业界仍须一种可更进一步提升品质或降低制造成本的GaN晶体管装置结构。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体装置结构的制造方法。上述制造方法包含提供衬底基板。上述制造方法亦包含形成缓冲层于衬底基板上。上述制造方法更包含形成图案化硅层于缓冲层上。图案化硅层具有开口露出部分的缓冲层。此外，上述制造方法包含依序外延生长图案化沟道层及图案化障壁层于图案化硅层的上表面上。载流子沟道形成于图案化沟道层与图案化障壁层之间的界面上。上述制造方法亦包含形成栅极电极于图案化障壁层上。

本发明的一些实施例提供一种半导体装置结构。上述半导体装置结构包含衬底基板。上述半导体装置结构亦包含设置于衬底基板上的缓冲层。上述半导体装置结构更包含设置于缓冲层上的图案化硅层。此外，上述半导体装置结构包含设置于图案化硅层的上表面上的沟道层。上述半导体装置结构亦包含设置于沟道层上的障壁层。载流子沟道形成于沟道层与障壁层之间的界面上。上述半导体装置结构更包含设置于障壁层上的栅极电极。

在本发明实施例中，提供衬底基板，形成缓冲层于衬底基板上，形成图案化硅层于缓冲层上，图案化硅层具有开口露出部分的缓冲层，依序外延生长图案化沟道层及图案化障壁层于图案化硅层的上表面上，载流子沟道形成于图案化沟道层与图案化障壁层之间的界面上，形成栅极电极于图案化障壁层上。本发明实施例可以提升半导体装置结构的品质，降低半导体装置结构的制造成本。

附图说明

图1A-1G为根据本发明的一些实施例的形成半导体装置结构的工艺各阶段的剖面示意图。

图2为根据本发明的一些实施例的半导体装置结构的剖面示意图。

图3A-3F为根据本发明的一些实施例的形成半导体装置结构的工艺各阶段的剖面示意图。

图4A-4D为根据本发明的一些实施例的形成半导体装置结构的工艺各阶段的剖面示意图。

图5A-5E为根据本发明的一些实施例的形成半导体装置结构的工艺各阶段的剖面示意图。

【符号说明】

100A-100E 半导体装置结构；

102 复合基板；

104 衬底基板；

106 缓冲层；

108a-108d 图案化硅层；

110 开口；

112 沟道层；

114 障壁层；