[发明专利]半导体结构及其制造方法

说明书

本发明提供一种半导体结构及其制造方法。该半导体结构包括：基底、第一III‑V族化合物层、第二III‑V族化合物层、第三III‑V族化合物层以及第四III‑V族化合物层。基底的上方包括第一区域以及第二区域。第一III‑V族化合物层设置于第一区域内，第二III‑V族化合物层设置于第一III‑V族化合物层上。第一载子通道形成于第一III‑V族化合物层以及第二III‑V族化合物层之间，第二III‑V族化合物层具有第一厚度。第三III‑V族化合物层设置于第二区域内，第四III‑V族化合物层设置于第三III‑V族化合物层上。第二载子通道形成于第四III‑V族化合物层与第三III‑V族化合物层之间，第四III‑V族化合物层具有小于第一厚度的第二厚度。本发明能够降低生产成本以及电路面积。

技术领域

本发明是有关于一种半导体结构，特别是有关于结合被动元件以及高速电子移动晶体管元件的半导体结构及其制造方法。

背景技术

近年来，半导体装置在电脑、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应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晶体管装置并非各方面皆令人满意。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种半导体结构，包括：一基底、一第一III-V族化合物层、一第二III-V族化合物层、一第三III-V族化合物层以及一第四III-V族化合物层。上述基底的上方包括一第一区域以及一第二区域。上述第一III-V族化合物层设置于上述第一区域内。上述第二III-V族化合物层设置于上述第一III-V族化合物层上，其中一第一载子通道形成于上述第一III-V族化合物层以及上述第二III-V族化合物层之间的一界面上，其中上述第二III-V族化合物层具有一第一厚度。上述第三III-V族化合物层设置于上述第二区域内。上述第四III-V族化合物层，设置于上述第三III-V族化合物层上，其中一第二载子通道形成于上述第四III-V族化合物层与上述第三III-V族化合物层之间的一界面上，其中上述第四III-V族化合物层具有一第二厚度，其中上述第二厚度小于上述第一厚度。

根据本发明的一实施例，半导体结构更包括：一绝缘层。上述绝缘层形成于上述第一区域以及上述第二区域之间。

根据本发明的一实施例，上述绝缘层是利用台面刻蚀(mesa etching)而形成。

根据本发明的另一实施例，上述绝缘层是将氧气或氮气植入上述第一区域以及上述第二区域的III-V族化合物层而形成。

根据本发明的一实施例，上述第一III-V族化合物层与上述第三III-V族化合物层的组成相同。

根据本发明的一实施例，上述第二III-V族化合物层与上述第四III-V族化合物层的组成相同。

根据本发明的一实施例，上述第一III-V族化合物层及上述第三III-V族化合物层包含GaN，上述第二III-V族化合物层及上述第四III-V族化合物层包含AlxGa1-xN，且0x1。

根据本发明的一实施例，半导体结构更包括：一栅极结构、一源极区以及一漏极区。上述栅极结构设置于上述第二III-V族化合物层上。上述源极区以及上述漏极区分别设置于上述栅极结构的相对两侧且位于上述第一III-V族化合物层上，其中上述第一载子通道延伸于上述源极区与上述漏极区之间。

根据本发明的一实施例，一高速电子移动晶体管元件形成于上述第一区域中。