半导体结构的制备方法、半导体结构及电子设备与流程

专利检索2025-06-10  4


本申请涉及显示,尤其涉及一种半导体结构的制备方法、半导体结构及电子设备。


背景技术:

1、在相关技术中,随着半导体技术的不断进步,功率半导体作为一类具备广泛应用场景的半导体产品类型,其也随着技术的不断发展而越发得到重视。其中,高电子迁移率晶体管(hemt)由于其性质越来越多地应用于生产生活中。而对于hemt器件,在其制备过程中,尤其是在通过刻蚀工艺与沉积工艺形成接触孔的环节中,容易产生接触电阻升高甚至通路被完全阻断的问题。


技术实现思路

1、根据本申请实施例的第一方面,提供一种半导体结构的制备方法,包括:

2、提供衬底,在所述衬底上依次外延生长沟道层与势垒层;并在所述势垒层背向所述沟道层的一侧沉积刻蚀形成栅极;所述沟道层位于所述衬底与所述势垒层之间,所述势垒层位于所述沟道层背向所述衬底的一侧;

3、在所述势垒层背向所述沟道层的一侧沉积绝缘层;所述绝缘层包覆所述栅极;对所述栅极两侧的所述绝缘层分别开孔并沉积形成至少两个接触电极;所述接触电极沿背向所述势垒层的方向延伸出所述绝缘层;

4、对所述绝缘层进行刻蚀形成预制孔;所述预制孔暴露至少部分所述栅极背向所述势垒层的表面;

5、在所述绝缘层背向所述势垒层的一侧沉积形成填充层;所述填充层包覆所述绝缘层,且填充所述预制孔;所述接触电极延伸进所述填充层内;所述填充层与所述绝缘层的材料不同;

6、对所述填充层进行刻蚀形成多个预接触孔;多个所述预接触孔分别暴露至少部分所述栅极与所述接触电极背向所述势垒层的表面;暴露所述栅极表面的所述预接触孔经过所述预制孔延伸至所述栅极;

7、在所述预接触孔内沉积导电材料形成过孔电极。

8、在一些实施例中,在对所述绝缘层刻蚀形成所述预制孔后,在沉积形成所述填充层之前,还包括:

9、通过清洗工艺去除刻蚀形成所述预制孔过程中的废料;

10、在对所述填充层刻蚀形成所述预接触孔后,在形成所述过孔电极之前,还包括:

11、通过清洗工艺去除刻蚀形成所述预接触孔过程中的废料。

12、在一些实施例中,所述预接触孔在所述栅极上的投影位于所述预制孔在所述栅极上的投影内。

13、在一些实施例中,在所述势垒层背向所述沟道层的一侧沉积所述绝缘层之前,在形成所述栅极与至少两个所述接触电极后,还包括:

14、在所述势垒层背向所述沟道层的一侧沉积刻蚀形成场板;

15、在沉积所述绝缘层时,所述绝缘层包覆所述场板;在对所述绝缘层进行刻蚀形成预制孔时,还包括对应所述场板形成所述预制孔,多个所述预制孔分别暴露至少部分所述栅极与所述场板背向所述势垒层的表面;

16、在对所述填充层刻蚀形成所述预接触孔时,还包括对应所述场板形成所述预接触孔,多个所述预接触孔分别暴露至少部分所述栅极、所述场板与所述接触电极背向所述势垒层的表面;暴露所述栅极与所述场板的所述预接触孔在所述势垒层上的投影,分别位于对应于所述栅极与所述场板的所述预制孔在所述势垒层上的投影内。

17、在一些实施例中,所述绝缘层的材料包括氮化硅,所述填充层的材料包括氧化硅。

18、根据本申请的第二方面,提供一种半导体结构,包括:衬底、沟道层、势垒层、栅极、两个接触电极、绝缘层与填充层;

19、所述沟道层位于所述衬底上,所述势垒层位于所述沟道层背向所述衬底的一侧;所述栅极与两个所述接触电极位于所述势垒层背向所述沟道层的一侧,两个所述接触电极位于所述栅极相对的两侧;所述绝缘层位于所述势垒层背向所述沟道层的一侧,所述填充层位于所述绝缘层背向所述势垒层的一侧;所述绝缘层且包覆所述栅极;两个所述接触电极沿背向所述势垒层的方向延伸出所述绝缘层,并延伸进所述填充层内;所述绝缘层与所述填充层的材料不同;

20、所述绝缘层设有预制孔,所述预制孔暴露至少部分所述栅极背向所述势垒层的表面;

21、所述填充层设有多个预接触孔;多个所述预接触孔分别暴露至少部分所述栅极与所述接触电极背向所述势垒层的表面;暴露所述栅极表面的所述预接触孔经过所述预制孔延伸至所述栅极。

22、在一些实施例中,所述预接触孔在所述栅极上的投影位于所述预制孔在所述栅极上的投影内。

23、在一些实施例中,还包括场板;

24、所述场板位于所述势垒层背向所述沟道层的一侧,且所述绝缘层包覆所述场板;

25、所述绝缘层对应所述场板设有所述预制孔,多个所述预制孔分别暴露至少部分所述栅极与所述场板背向所述势垒层的表面;

26、所述填充层对应所述场板设有所述预接触孔,多个所述预接触孔分别暴露至少部分所述栅极、所述场板与所述接触电极背向所述势垒层的表面;暴露所述栅极与所述场板的所述预接触孔在所述势垒层上的投影,分别位于对应于所述栅极与所述场板的所述预制孔在所述势垒层上的投影内。

27、在一些实施例中,所述绝缘层的材料包括氮化硅,所述填充层的材料包括氧化硅。

28、根据本申请的第三方面,提供一种电子设备,包括上述任一种半导体结构。

29、根据上述实施例可知,由于在形成绝缘层时,已经刻蚀形成了预制孔。因此,在填充层上刻蚀形成经过预制孔的预接触孔时,刻蚀的过程将基本发生在填充层内,而较少或者不对绝缘层进行刻蚀,从而,可以降低或避免在刻蚀的过程中需要连续先后刻蚀材料选择比不同的绝缘层与填充层的情况,进而,可以减少刻蚀过程中,因连续先后刻蚀材料选择比不同的绝缘层与填充层而导致的损伤,提升过孔电极的性能。

30、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。



技术特征:

1.一种半导体结构的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,在对所述绝缘层刻蚀形成所述预制孔后,在沉积形成所述填充层之前,还包括:

3.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述预接触孔在所述栅极上的投影位于所述预制孔在所述栅极上的投影内。

4.根据权利要求3所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,在所述势垒层背向所述沟道层的一侧沉积所述绝缘层之前,在形成所述栅极与至少两个所述接触电极后,还包括:

5.根据权利要求1所述的半导体结构的制备方法,其特征在于,所述绝缘层的材料包括氮化硅,所述填充层的材料包括氧化硅。

6.一种半导体结构,其特征在于,包括:衬底、沟道层、势垒层、栅极、两个接触电极、绝缘层与填充层;

7.根据权利要求6所述的半导体结构,其特征在于,所述预接触孔在所述栅极上的投影位于所述预制孔在所述栅极上的投影内。

8.根据权利要求7所述的半导体结构,其特征在于,还包括场板;

9.根据权利要求6所述的半导体结构,其特征在于,所述绝缘层的材料包括氮化硅,所述填充层的材料包括氧化硅。

10.一种电子设备,其特征在于,包括权利要求6至9任一项所述的半导体结构。


技术总结
本申请涉及一种半导体结构的制备方法、半导体结构及电子设备。其中,半导体结构的制备方法包括:在衬底上依次外延生长沟道层与势垒层。并在势垒层上形成栅极。在势垒层背向沟道层的一侧沉积包覆栅极的绝缘层,再对绝缘层进行开孔并沉积形成至少两个接触电极。接触电极沿背向势垒层的方向延伸出绝缘层。对绝缘层进行刻蚀形成预制孔。预制孔暴露至少部分栅极背向势垒层的表面。在绝缘层背向势垒层的一侧沉积形成填充层。填充层包覆绝缘层。接触电极延伸进填充层内。填充层与绝缘层的材料不同。对填充层进行刻蚀形成多个预接触孔。多个预接触孔分别暴露至少部分栅极与接触电极背向势垒层的表面。暴露栅极表面的预接触孔经过预制孔延伸至栅极。

技术研发人员:彭晗,吴晨光,欧阳爵,张礼杰,周建军
受保护的技术使用者:英诺赛科(苏州)半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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