[发明专利]半导体结构及其形成方法

权利要求书

1.一种半导体结构，包括：

堆叠半导体衬底，所述堆叠半导体衬底包括设置在基础半导体衬底之上的半导体材料，其中，所述基础半导体衬底具有第一热膨胀系数并且所述半导体材料具有第二热膨胀系数，所述第二热膨胀系数不同于所述第一热膨胀系数；

其中，所述堆叠半导体衬底包括一个或多个侧壁，所述一个或多个侧壁限定止裂环沟槽，该止裂环沟槽在所述堆叠半导体衬底的中心区域和所述堆叠半导体衬底的围绕所述中心区域的外围区域之间的闭合路径中连续地延伸；并且

其中，所述堆叠半导体衬底的外围区域包括多个裂纹，而所述中心区域没有裂纹。

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述中心区域包括分别具有一个或多个半导体器件的多个器件区域。

3.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述多个裂纹分别地且连续地从所述堆叠半导体衬底的最外边缘延伸到通过所述止裂环沟槽而与所述中心区域分开的端部。

4.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述止裂环沟槽包括圆形的沟槽。

5.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述基础半导体衬底包括硅晶圆，并且所述半导体材料包括氮化镓缓冲层。

6.根据权利要求5所述的半导体结构，其中，所述堆叠半导体衬底还包括阻挡层，所述阻挡层包括设置在所述氮化镓缓冲层之上的氮化铝镓。

7.根据权利要求1所述的半导体结构，其中，所述止裂环沟槽由所述半导体材料的侧壁和所述基础半导体衬底的侧壁来限定。

8.根据权利要求1所述的半导体结构，还包括：

设置在所述止裂环沟槽内的一个或多个电介质材料，其中，所述一个或多个电介质材料从所述止裂环沟槽内连续地延伸到所述堆叠半导体衬底之上。

9.一种半导体结构，包括：

包括缓冲层的堆叠半导体衬底，所述缓冲层包括设置在基础半导体衬底之上的第一半导体材料，所述基础半导体衬底包括第二半导体材料，其中，所述堆叠半导体衬底包括具有多个管芯区域的中心区域和围绕所述中心区域的外围区域；

半导体器件，设置在所述堆叠半导体衬底之上并且在所述多个管芯区域之一的器件区域内；

第一多个电介质材料，设置在由所述堆叠半导体衬底的侧壁限定的止裂环沟槽内，其中，第一角度将沿着所述堆叠半导体衬底的直径延伸的第一线和所述堆叠半导体衬底的一个侧壁分开；

其中，所述堆叠半导体衬底包括裂纹侧壁，所述裂纹侧壁在所述堆叠半导体衬底的最外边缘和所述止裂环沟槽之间限定多个裂纹，所述第一线以第二角度与沿着所述多个裂纹中的最靠近的裂纹延伸的第二线分开，所述第二角度小于所述第一角度；并且

其中，第二多个电介质材料被设置在所述多个裂纹内，所述第一多个电介质材料包括比所述第二多个电介质材料更多的电介质材料。

10.一种形成半导体结构的方法，包括：

在第一温度下在基础硅衬底之上形成III族氮化物III-N半导体材料；

将所述III-N半导体材料和所述基础硅衬底冷却到低于所述第一温度的第二温度，其中，冷却所述III-N半导体材料和所述基础硅衬底导致在所述III-N半导体材料的外围区域内形成多个裂纹，所述III-N半导体材料的外围区域围绕所述III-N半导体材料的中心区域；以及

对所述III-N半导体材料和所述基础硅衬底进行蚀刻，以形成围绕所述III-N半导体材料的中心区域延伸的止裂环沟槽，其中，所述止裂环沟槽将所述III-N半导体材料的中心区域与所述III-N半导体材料的外围区域分开。