[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本发明实施例提供一种半导体结构及其形成方法。半导体结构包含：基板、位于基板上的晶种层、位于晶种层上的外延层、位于外延层上的第一晶体管、位于外延层上的层间介电层、穿过层间介电层与外延层的介电柱、以及位于介电柱的侧壁上的导电衬层。其中导电衬层电连接第一晶体管至晶种层。

技术领域

本发明是关于半导体技术，特别是关于绝缘型基板的穿孔结构。

背景技术

氮化镓系(GaN-based)半导体材料具有许多优秀的材料特性，例如高抗热性、宽能隙(band-gap)、高电子饱和速率。因此，氮化镓系半导体材料适合应用于高速与高温的操作环境。近年来，氮化镓系半导体材料已广泛地应用于发光二极管(light emitting diode，LED)元件、高频率元件，例如具有异质界面结构的高电子迁移率晶体管(high electronmobility transistor，HEMT)。

再者，随着氮化镓系半导体材料的发展，这些使用氮化镓系半导体材料的半导体装置应用于更严苛工作环境中，例如更高频、更高温或更高电压。因此，具有氮化镓系半导体材料的半导体装置仍需进一步改善来克服所面临的挑战。

发明内容

本发明的一些实施例提供一种半导体结构，包含：基板、位于基板上的晶种层、位于晶种层上的外延层(epitaxial layer)、位于外延层上的第一晶体管、位于外延层上的层间介电层、穿过层间介电层与外延层的介电柱、以及位于介电柱的侧壁上的导电衬层。其中导电衬层电连接第一晶体管至晶种层。

本发明的一些实施例提供一种半导体结构的形成方法，包含：提供基板；形成晶种层于基板上；形成外延层于该晶种层上；形成第一晶体管于外延层上；形成层间介电层于外延层上且覆盖第一晶体管；形成穿孔(through hole)，其延伸穿过层间介电层及外延层，并暴露出该晶种层的部分表面；形成导电衬层于邻近第一晶体管的穿孔的侧壁上；以及以介电填料填充穿孔，以形成介电柱。其中导电衬层第一晶体管电连接至晶种层。

附图说明

以下将配合所附图式详述本发明实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，各种特征并未按照比例绘制且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本发明实施例的特征。

图1-9是根据本发明的一些实施例，绘示出例示性半导体结构的剖面示意图。

图10-11是根据本发明的其他实施例，绘示出例示性半导体结构的剖面示意图。

图12是根据本发明的其他实施例，绘示出例示性半导体结构的剖面示意图。

图13是根据本发明的其他实施例，绘示出例示性半导体结构的剖面示意图。

图14是根据本发明的其他实施例，绘示出例示性半导体结构的剖面示意图。

符号说明

100/200/300/400/500/600：半导体结构；

102：基板；

102B：阻隔层；

102C：陶瓷基材；

104：晶种层；

110：外延层；

112：缓冲层；

114：通道层；

116：阻障层；

120：隔离结构；

130：介电层；

132/134/136：第一介电层/第二介电层/第三介电层；

150：第一晶体管；