TWI894892B - 半導體結構及形成方法 - Google Patents

Abstract

提供半導體結構及形成方法。半導體結構包括基板、通道層、阻障層、第一化合物半導體層、第二化合物半導體層、閘極電極、導電部分及源極電極與汲極電極。通道層設置於基板上。阻障層設置於通道層上。第一化合物半導體層設置於阻障層上。第二化合物半導體層設置於阻障層上。閘極電極設置於第一化合物半導體層上。導電部分設置於第二化合物半導體層上。源極電極與汲極電極分別設置於阻障層上，且分別設置於閘極電極的相對側上。其中，汲極電極與導電部分電性連接。

Description

半導體結構及形成方法

本發明是關於半導體結構及形成方法，特別是關於包括與汲極電極連接的導電部分的半導體結構及形成方法。

由於氮化鎵材料具有寬能隙(wide band-gap)與較強的極化(polarization)效應，因此氮化鎵材料被廣泛地應用。舉例而言，目前氮化鎵類半導體已廣泛地應用於功率元件，諸如包括異質接面結構的高電子遷移率電晶體(high electron mobility transistor，HEMT)。

然而，在高電子遷移率電晶體中，可能存在漏電流過大、崩潰電壓不足、動態電阻特性劣化、需要施加導通電壓(turn on voltage)才能導通、製程與結構複雜等問題。是以，雖然現存的半導體結構及其形成方法已逐步滿足它們既定的用途，但它們仍未在各方面皆徹底的符合要求。因此，關於半導體結構及其形成方法仍有一些問題需要克服。

本揭露提供相鄰設置的蕭特基接觸(Schottky contact)與歐姆接觸(Ohmic contact)，以形成混合式汲極(hybrid drain)結構。其中，導電部分與第二化合物半導體層形成蕭特基接觸，且汲極電極與第三化合物半導體層形成歐姆接觸。據此，蕭特基接觸可類比於反向二極體，以降低漏電流及/或提升崩潰電壓。歐姆接觸可類比於電阻，以在無需施加導通電壓的情況下使半導體結構導通。另外，歐姆接觸可提供較多的電洞，以中和在各層中受到缺陷捕獲的陷阱電荷(trapped charge)，而能使得電場分佈均勻、提升導通電流及/或提升動態電阻特性。其中，提升動態電阻特性可包括維持動態導通電阻，以避免導通電阻隨著電壓應力(voltage stress)增加而增加的問題。再者，設置島狀的第二化合物半導體層與第三化合物半導體層於阻障層上，能夠省略再成長(regrowth)製程，從而降低製程與結構複雜度。

在一些實施例中，提供一種半導體結構。所述半導體結構包括基板、通道層、阻障層、第一化合物半導體層、第二化合物半導體層、閘極電極、導電部分及源極電極與汲極電極。通道層設置於基板上。阻障層設置於通道層上。第一化合物半導體層設置於阻障層上。第二化合物半導體層設置於阻障層上。閘極電極設置於第一化合物半導體層上。導電部分設置於第二化合物半導體層上。源極電極與汲極電極分別設置於阻障層上，且分別設置於閘極電極的相對側上。其中，汲極電極與導電部分電性連接。

在一些實施例中，提供一種半導體結構的形成方法。半導體結構的形成方法包括提供基板。提供通道層於基板上。形成阻障層於通道層上。形成第一化合物半導體層於阻障層上。形成第二化合物半導體層於阻障層上。形成閘極電極於第一化合物半導體層上。形成導電部分於第二化合物半導體層上。形成源極電極與汲極電極於阻障層上，且源極電極與汲極電極分別設置於閘極電極的相對側上。其中，汲極電極與導電部分電性連接。

以下針對本揭露中的各實施例的半導體結構進行詳細說明。應理解的是，以下的敘述提供許多不同的實施例，用以實施本揭露的一些實施例的不同態樣。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單清楚描述本揭露一些實施例。當然，這些僅用以舉例而非對於本揭露的限定。此外，在不同實施例中可能使用類似及/或對應的元件符號標示類似及/或對應的元件，以清楚描述本揭露。然而，這些類似及/或對應的元件符號的使用僅為了簡單清楚地敘述本揭露的一些實施例，不代表所討論的不同實施例及/或結構之間具有任何關連性。

應理解的是，在各實施例中可能使用相對性用語，例如，「較低」或「底部」或「較高」或「頂部」，以描述圖式的一個元件對於另一元件的相對關係。可理解的是，如果將圖式的裝置翻轉使其上下顛倒，則所敘述在「較低」側的元件將會成為在「較高」側的元件。本揭露的實施例可配合圖式一併理解，本揭露的圖式亦被視為揭露說明的一部分。

再者，當述及一第一材料層位於一第二材料層上(on)或之上(over)時，可能包括第一材料層與第二材料層直接接觸之情形，或者第一材料層與第二材料層之間可能不直接接觸，亦即第一材料層與第二材料層之間可能間隔有一或更多其他材料層之情形。但若第一材料層直接位於第二材料層上時，即表示第一材料層與第二材料層直接接觸之情形。

此外，應理解的是，說明書與申請專利範圍中所使用的序數例如「第一」、「第二」等的用詞用以修飾元件，其本身並不意圖涵及代表該(或該些)元件有任何之前的序數，也不代表某一元件與另一元件的順序、或是製造方法上的順序，該些序數的使用僅用來使具有某命名的元件得以與另一具有相同命名的元件能作出清楚區分。申請專利範圍與說明書中可不使用相同用詞，例如，說明書中的第一元件在申請專利範圍中可能為第二元件。

在本揭露的一些實施例中，關於接合、連接之用語例如「連接(connect)」、「互連(interconnect)」、「接合(bond)」等，除非特別定義，否則可指兩個結構係直接接觸，或者亦可指兩個結構並非直接接觸，其中有其他結構設置於此兩個結構之間。且此關於連接、接合之用語亦可包括兩個結構都可移動，或者兩個結構都固定之情況。此外，用語「電性連接」或「電性耦接」包括任何直接及間接的電性連接手段。

於文中，「約(approximate)」、「大約(about)」、「實質上(substantially)」之用語通常表示在一給定值或範圍的10 %內、或5 %內、或3 %之內、或2 %之內、或1 %之內、或0.5 %之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「實質上」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「實質上」之含義。用語「範圍介於第一數值至第二數值之間」或「第一數值~第二數值」表示所述範圍包括第一數值、第二數值以及它們之間的其他數值。再者，任意兩個用來比較的數值或方向，可存在著一定的誤差。若第一數值等於第二數值，其隱含著第一數值與第二數值之間可存在著約10%、或5 %內、或3 %之內、或2 %之內、或1 %之內、或0.5 %之內的誤差。

本揭露中的通篇說明書與申請專利範圍中會使用某些詞彙來指稱特定元件。所屬技術領域中具有通常知識者應理解的是，電子設備製造商可能會以不同的名稱來指稱相同的元件。本文並不意在區分那些功能相同但名稱不同的元件。在下文說明書與申請專利範圍中，「包括(comprise)」、「含有」、「具有」等詞為開放式詞語，因此其應被解釋為「含有但不限定為…」之意。因此，當本揭露的描述中使用術語「包括」、「含有」及/或「具有」時，其指定了相應的部件、區域、步驟、操作及/或元件的存在，但不排除一個或多個相應的部件、區域、步驟、操作及/或元件的存在。

應理解的是，以下所舉實施例在不脫離本揭露的精神下，可以將多個不同實施例中的部件進行替換、重組、結合以完成其他實施例。各實施例間的部件只要不違背發明精神或相衝突，均可任意結合搭配使用。

除非另外定義，在此使用的全部用語(包括技術及科學用語)具有與所屬技術領域中具有通常知識者通常理解的相同涵義。能理解的是，這些用語例如在通常使用的字典中定義用語，應被解讀成具有與相關技術及本揭露的背景或上下文一致的意思，而不應以一理想化或過度正式的方式解讀，除非在本揭露的實施例有特別定義。

在本揭露中，各個方向不限於直角坐標系的像是X軸、Y軸及Z軸的三個軸，且可以在更廣泛的意義上進行解釋。舉例而言，X軸、Y軸及Z軸可彼此垂直，或者可表示彼此不垂直的不同方向，但不以此為限。為便於說明，在下文中，X軸方向為第一方向D1(寬度方向)，Y軸方向為第二方向D2(長度方向)，且Z軸方向為第三方向D3(厚度方向)。在一些實施例中，本文所述的俯視示意圖為觀察XY平面(由第一方向D1及第二方向D2構成的平面)的示意圖，且本文所述的剖面示意圖為觀察XZ平面(由第一方向D1及第三方向D3構成的平面)的示意圖。

在下文中，「蕭特基接觸(Schottky contact)」的電流對電壓特性曲線(I-V curve)呈現非線性關係，且為單向導通而具有整流特性；而「歐姆接觸(Ohmic contact)」的電流對電壓特性曲線則呈現線性關係，且為雙向導通而無整流特性。

參照第1圖，其是根據本揭露的一實施例的半導體結構1的形成方法的不同階段的剖面示意圖。如第1圖所示，在一些實施例中，可提供基板100。在一些實施例中，基板100可包括塊材半導體基板、絕緣體上覆半導體(semiconductor-on-insulator，SOI)基板或其類似物。絕緣體上覆半導體基板包括形成於絕緣體上的半導體層。舉例而言，所述絕緣層可包括氧化矽(silicon oxide)、氮化矽(silicon nitride)、多晶矽(poly-silicon)或其組合，且半導體基板可包括矽(silicon)、氮化鋁(AlN)或其類似物。

在一些實施例中，基板100可為未摻雜或經摻雜的基板，例如使用p型或n型摻質摻雜的基板。在一些實施例中，基板100可包括多層(multi-layered)基板或漸變(gradient)基板。在一些實施例中，基板100可包括半導體基板或陶瓷基板，例如氮化鎵(gallium nitride，GaN)基板、碳化矽(SiC)基板、氮化鋁基板或藍寶石基板。在一些實施例中，基板100可為矽基板。

如第1圖所示，在一些實施例中，可形成緩衝層200於基板100上，以提升基板100及設置於基板100上的其他元件之間的相容性，諸如降低熱膨脹係數差異及/或降低晶格常數差異。在一些實施例中，緩衝層200可包括III-V族化合物半導體材料，例如III族氮化物。舉例而言，緩衝層200可包括氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋁銦(AlInN)、其類似物或其組合，但本揭露不限於此。在一些實施例中，可以藉由沉積製程來形成緩衝層200。舉例而言，沉積製程可為化學氣相沉積(chemical vapor deposition，CVD)、原子層沉積(atomic layer deposition，ALD)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy，MBE)、液相磊晶(liquid phase epitaxy，LPE)、其類似製程或其組合，但本揭露不限於此。

在一些實施例中，基板100與緩衝層200之間可進一步設置成核層，以降低基板100與設置於基板100上的其他層之間的晶格差異，從而提升磊晶品質及可靠性。在一些實施例中，成核層可包括氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、其類似物或其組合，但本揭露不限於此。在一些實施例中，可藉由沉積製程來形成成核層。在另一些實施例中，可省略緩衝層200。

如第1圖所示，在一些實施例中，可形成通道層300於基板100上。具體而言，通道層300可形成於緩衝層200上。在一些實施例中，通道層300可包括III-V族化合物半導體材料，例如：III族氮化物，但本揭露不限於此。舉例而言，通道層300可包括氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋁銦(AlInN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化銦鋁鎵(InAlGaN)、其類似物或其組合，但本揭露不限於此。在一些實施例中，通道層300可為氮化鎵。在一些實施例中，可藉由沉積製程來形成通道層300。

如第1圖所示，在一些實施例中，可形成阻障層400於通道層300上。在一些實施例中，阻障層400可包括III-V族化合物半導體材料，例如III族氮化物，但本揭露不限於此。舉例而言，阻障層可包括氮化鋁(AlN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化鋁銦(AlInN)、氮化銦鋁鎵(InAlGaN)、其類似物或其組合，但本揭露不限於此。在一些實施例中，阻障層400可為氮化鋁鎵。在一些實施例中，可藉由沉積製程來形成阻障層400。由於通道層300及阻障層400之間存在異質界面，且通道層300與阻障層400之間具有晶格常數的差異，從而可形成二維電子氣(two-dimensional electron gas，2DEG)310在通道層300的頂表面附近，並作為電流路徑。

參照第2圖，其是根據本揭露的一實施例的半導體結構1的形成方法的不同階段的剖面示意圖。如第2圖所示，在一些實施例中，可形成第一化合物半導體層510於阻障層400上。在一些實施例中，可藉由沉積製程來形成第一化合物半導體層510。在一些實施例中，第一化合物半導體層510可為經p型摻質摻雜的半導體材料。

在一些實施例中，可形成第二化合物半導體層520於阻障層400上。在一些實施例中，第二化合物半導體層520的材料與形成方法可與第一化合物半導體層510的材料與形成方法相同或不同。在一些實施例中，第二化合物半導體層520可與第一化合物半導體層510在相同道製程中形成。舉例而言，第一化合物半導體層510及第二化合物半導體層520可包括p型摻雜的氮化鎵(p-GaN)。因為第一化合物半導體層510及第二化合物半導體層520包括p-GaN，所以可以抑制位於第一化合物半導體層510及第二化合物半導體層520下方的二維電子氣310的形成，從而使得二維電子氣310為空乏(depleted)而為不連續(discontinuous)。

參照第3圖，其是根據本揭露的一實施例的半導體結構1的形成方法的不同階段的剖面示意圖。在一些實施例中，可形成閘極電極600在第一化合物半導體層510上，以使半導體結構1為常關式(normally off)結構。在一些實施例中，閘極電極600可包括導電材料。在一些實施例中，導電材料可包括金屬、金屬氮化物、半導體材料、其類似物或其組合，但本揭露不限於此。在一些實施例中，金屬可包括金(Au)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、鈀(Pd)、銥(Ir)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎢(W)、鋁(Al)、銅(Cu)、其類似物或其組合。在一些實施例中，金屬氮化物可包括氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、其類似物或其組合。在一些實施例中，半導體材料可包括多晶矽或多晶鍺、其類似物或其組合。在一些實施例中，導電材料可藉由化學氣相沉積法、濺鍍(sputtering)、電阻加熱蒸鍍法、電子束蒸鍍法、其類似製程或其組合來形成，但本揭露不限於此。在一些實施例中，閘極電極600與第一化合物半導體層510可為蕭特基接觸。

如第3圖所示，在一些實施例中，可形成導電部分610在第二化合物半導體層520上。在一些實施例中，導電部分610的材料與形成方法可與閘極電極600的材料與形成方法相同或不同。在一些實施例中，導電部分610可與閘極電極600在相同道製程中形成。在一些實施例中，導電部分610與第二化合物半導體層520可為蕭特基接觸。

如第3圖所示，在一些實施例中，可形成源極電極620與汲極電極640在阻障層400上。在一些實施例中，源極電極620與汲極電極640可分別設置於閘極電極600的相對側上。在一些實施例中，源極電極620與汲極電極640可分別與阻障層400接觸。在一些實施例中，源極電極620與汲極電極640的材料與形成方法可與閘極電極600的材料與形成方法相同或不同。在一些實施例中，源極電極620對阻障層400可為歐姆接觸，且汲極電極640對阻障層400可為歐姆接觸。

如第3圖所示，在一些實施例中，在第一方向D1上，第二化合物半導體層520與汲極電極640間隔一距離。在一些實施例中，相較於閘極電極600或相較於源極電極620，導電部分610可更靠近汲極電極640。據此，導電部分610可使得鄰近汲極電極640處的電場分布更為均勻。

參照第4圖，其是根據本揭露的一實施例的半導體結構1的形成方法的不同階段的剖面示意圖。在一些實施例中，可形成第一介電層700在阻障層400上。在一些實施例中，第一介電層700可介於源極電極620與閘極電極600之間、介於閘極電極600與導電部分610之間、且介於導電部分610與汲極電極640之間。在一些實施例中，可以藉由沉積製程來形成第一介電層700。在一些實施例中，第一介電層700可作為鈍化層或平坦化層。在一些實施例中，第一介電層700可包括諸如氧化矽的氧化物、諸如氮化矽的氮化物、諸如氮氧化矽的氮氧化物、其類似物或其組合，但本揭露不限於此。

如第4圖所示，在一些實施例中，可形成第二介電層800於閘極電極600、導電部分610、源極電極620、汲極電極640與第一介電層700上。在一些實施例中，第二介電層800的材料與形成方法可與第一介電層700相同或不同。在一些實施例中，第二介電層800可作為層間介電層。在一些實施例中，可形成連接件810、820及840於第二介電層800中。在一些實施例中，連接件810、820及840可貫穿第二介電層800。在一些實施例中，連接件810、820及840可包括導電材料。在一些實施例中，連接件810可與導電部分610電性連接，連接件820可與源極電極620電性連接，且連接件840可與汲極電極640電性連接。在一些實施例中，可藉由形成貫穿第二介電層800的開口(未顯示)，再沉積導電材料於開口中，來形成連接件810、820及840。

如第4圖所示，在一些實施例中，可形成源極場板822與汲極場板842於第二介電層800上，以獲得半導體結構1。在一些實施例中，源極場板822可藉由連接件820與源極電極620電性連接。在一些實施例中，汲極場板842可分別藉由連接件810及840分別與導電部分610及汲極電極640電性連接，因此導電部分610與汲極電極640可實質上彼此電性連接。換句話說，在本揭露中，實質上彼此電性連接的導電部分610與汲極電極640可形成混合式汲極(hybrid drain)結構。

在一些實施例中，源極場板822與汲極場板842可用於調整電場分布。在一些實施例中，源極場板822與汲極場板842可包括導電材料。在一些實施例中，源極電極620對基板100的投影可位於源極場板822對基板100的投影之內。在一些實施例中，閘極電極600對基板100的投影可位於源極場板822對基板100的投影之內。據此，源極場板822可使鄰近源極電極620與閘極電極600的電場均勻分布。在一些實施例中，汲極電極640對基板100的投影可位於汲極場板842對基板100的投影之內。在一些實施例中，導電部分610對基板100的投影可位於汲極場板842對基板100的投影之內。據此，汲極場板842可使鄰近汲極電極640的電場均勻分布。

參照第5圖，其是根據本揭露的一實施例的半導體結構1的俯視示意圖。為了便於說明，第5圖省略部分元件。其中，第5圖的剖面I-I’所示的結構顯示於第4圖中，且第5圖的剖面II-II’所示的結構顯示於後續第6圖中。參照第5圖且搭配參照第6圖，其中第6圖是根據本揭露的一實施例的半導體結構1的俯視示意圖。

如第5圖及第6圖所示，在一些實施例中，可形成第三化合物半導體層530於阻障層400上。在一些實施例中，第三化合物半導體層530的材料與形成方法可與第一化合物半導體層510的材料與形成方法相同或不同。在一些實施例中，第三化合物半導體層530可包括p型摻雜的氮化鎵(p-GaN)，且第三化合物半導體層530可以抑制位於第三化合物半導體層530下方的二維電子氣310的形成，從而使得二維電子氣310為空乏(depleted)而為不連續(discontinuous)。由於二維電子氣310是藉由的第二化合物半導體層520及第三化合物半導體層530來控制，且第二化合物半導體層520及第三化合物半導體層530設置於阻障層400的遠離基板100的頂表面上，因此能夠省略再成長製程，從而降低製程與結構複雜度。

如第5圖及第6圖所示，在一些實施例中，汲極電極640可設置於第三化合物半導體層530上，且汲極電極640可接觸第三化合物半導體層530。在一些實施例中，汲極電極640與第三化合物半導體層530可為歐姆接觸。在一些實施例中，汲極電極640可覆蓋第三化合物半導體層530的頂表面530T及側表面530S。在一些實施例中，汲極電極640可暴露第三化合物半導體層530的頂表面530T，且覆蓋第三化合物半導體層530的側表面530S。

在一些實施例中，在第一方向D1上，汲極電極640可具有朝向閘極電極600延伸的突出部分。在一些實施例中，汲極電極640的突出部分可具有矩形、三角形、多邊形、半圓形、半橢圓形、子彈形、水滴形、其他合適的形狀或其組合，但本揭露不限於此。在一些實施例中，汲極電極640的突出部分可包括弧形邊緣，以分散電場，從而使電場分布更為均勻。

如第5圖所示，在一些實施例中，可藉由調整導電部分610與第二化合物半導體層520的接觸面積與汲極電極640與第三化合物半導體層530的接觸面積的比例，來調整蕭特基接觸與歐姆接觸的比例。在一些實施例中，當第二化合物半導體層520的面積與第三化合物半導體層530的面積分別為定值時，可藉由調整汲極電極640與第三化合物半導體層530的接觸面積，來調整蕭特基接觸與歐姆接觸的比例。據此，可使得電場分布更為均勻及/或可依據電性需求調整蕭特基接觸與歐姆接觸的比例。

如第5圖所示，在一些實施例中，第二化合物半導體層520與第三化合物半導體層530可暴露介於閘極電極600與汲極電極640之間的阻障層400的頂表面。在一些實施例中，第二化合物半導體層520及第三化合物半導體層530可沿著閘極電極600的延伸方向，亦即第二方向D2設置。在一些實施例中，在第二方向D2上，第二化合物半導體層520與第三化合物半導體層530間隔一距離。據此，在未施加電壓(例如，導通電壓大約為0)時，使得二維電子氣310的一部分仍為連續，從而保留電流路徑。舉例而言，在導通電壓大約為0時，位於第二化合物半導體層520與第三化合物半導體層530之間的間隙G處的二維電子氣310為連續，使得源極電極620與汲極電極640之間仍存在電流路徑。在一些實施例中，在源極電極620與汲極電極640的一虛擬連線上可不設置有第二化合物半導體層520，且不設置有第三化合物半導體層530，以維持電流路徑。

如第5圖所示，在一些實施例中，第二化合物半導體層520可包括複數個第一部分，且第三化合物半導體層530可包括複數個第二部分。為了便於說明，第5圖顯示複數個第一部分可包括三個第一部分520a、520b、520c，且複數個第二部分可包括三個第二部分530a、530b、530c，但本揭露不限於此。舉例而言，複數個第一部分及複數個第一部分的數量可分別為2、3、4、5、10、20、50、或前述數值之間的任意數值或任意數值組成的數值範圍，但本揭露不限於此。

在一些實施例中，沿著閘極電極600的延伸方向(亦即，第二方向D2)，複數個第一部分520a、520b、520c與複數個第二部分530a、530b、530c可彼此交錯設置。在一些實施例中，在一俯視圖中，沿著閘極電極600的延伸方向(亦即，第二方向D2)，可交錯設置蕭特基接觸與歐姆接觸。

在一些實施例中，複數個第一部分520a、520b、520c中的每一個及複數個第二部分530a、530b、530c中的每一個彼此隔離。在一些實施例中，相鄰第一部分之間可設置有至少一個第二部分。在另一些實施例中，相鄰第二部分之間可設置有至少一個第一部分。在一些實施例中，第一部分及第二部分可分別具有島狀形狀(island shape)。在一些實施例中，汲極電極640可具有複數個突出部分，且汲極電極640的複數個突出部分分別設置於複數個第二部分530a、530b、530c上，以使汲極電極640的複數個突出部分接觸複數個第二部分530a、530b、530c。

在下文中，可省略相同或相似的元件符號及描述。

參照第7圖，其是根據本揭露的一實施例的半導體結構2的俯視示意圖。在一些實施例中，相較於第二化合物半導體層520，第三化合物半導體層530可更靠近閘極電極600。

參照第8圖，其是根據本揭露的一實施例的半導體結構3的俯視示意圖。在一些實施例中，第二化合物半導體層520的複數個第一部分520a、520b、520c可鄰近汲極電極640的邊緣640E的一部分設置，且第三化合物半導體層530的複數個第二部分530a、530b、530c可鄰近汲極電極640的邊緣640E的剩餘部分設置。換句話說，沿著閘極電極600的延伸方向(亦即，第二方向D2)，複數個第一部分520a、520b、520c及複數個第二部分530a、530b、530c可依序排列。在一些實施例中，在一俯視圖中，沿著閘極電極600的延伸方向(亦即，第二方向D2)，可依序設置蕭特基接觸與歐姆接觸。

在一些實施例中，本揭露的半導體結構1~3可任意組合使用，且可作為高電子遷移率電晶體。在另一些實施例中，可對半導體結構1~3中的任一者執行進一步製程，以形成高電子遷移率電晶體。

據此，本揭露藉由設置導電部分於第二化合物半導體層上來形成蕭特基接觸，且藉由設置汲極電極與第三化合物半導體層上來形成歐姆接觸。從而，使得導電部分與汲極電極電性連接，來形成混合式汲極結構。因此，在本揭露中，為蕭特基接觸的導電部分可降低漏電流及/或提升崩潰電壓。在本揭露中，為歐姆接觸的汲極電極可提供電洞來改善動態電阻特性及/或能在導通電壓大約為0的情況下導通。再者，在本揭露中，混合式汲極結構能夠降低製程與結構複雜度。

本揭露之保護範圍未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施實質上相同功能或獲得實質上相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露之保護範圍包括前述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。本揭露的任一實施例或請求項不須達成本揭露所描述的全部目的、優點及/或特點。

以上概述數個實施例，以便本揭露所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本揭露實施例的觀點。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本揭露實施例為基礎，設計或修改其他製程及結構，以達到與本文實施例相同之目的及/或優勢。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的製程及結構並無悖離本揭露的精神與範圍，且他們能在不違背本揭露之精神及範圍之下，做各式各樣的改變、取代及替換。

1, 2, 3:半導體結構 100:基板 200:緩衝層 300:通道層 310:二維電子氣 400:阻障層 510:第一化合物半導體層 520:第二化合物半導體層 520a, 520b, 520c:第一部分 530:第三化合物半導體層 530a, 530b, 530c:第二部分 530S:側表面 530T:頂表面 600:閘極電極 610:導電部分 620:源極電極 640:汲極電極 640E:邊緣 700:第一介電層 800:第二介電層 810, 820, 840:連接件 822:源極場板 842:汲極場板 D1:第一方向 D2:第二方向 D3:第三方向 G:間隙 I-I’, II-II’:剖面

當與圖式一起閱讀時，可從以下的詳細描述中更充分地理解本揭露。值得注意的是，按照業界的標準做法，各部件並未被等比例繪示。事實上，為了明確起見，各部件的尺寸可被任意地放大或縮小。 第1圖至第4圖分別是根據本揭露的一實施例的半導體結構的形成方法的不同階段的剖面示意圖。 第5圖是根據本揭露的一實施例的半導體結構的俯視示意圖。 第6圖是根據本揭露的一實施例的半導體結構的剖面示意圖。 第7圖是根據本揭露的一實施例的半導體結構的俯視示意圖。 第8圖是根據本揭露的一實施例的半導體結構的俯視示意圖。

1:半導體結構

100:基板

200:緩衝層

300:通道層

310:二維電子氣

400:阻障層

510:第一化合物半導體層

520:第二化合物半導體層

520a:第一部分

600:閘極電極

610:導電部分

620:源極電極

640:汲極電極

700:第一介電層

800:第二介電層

810,820,840:連接件

822:源極場板

842:汲極場板

D1:第一方向

D2:第二方向

D3:第三方向

Claims (7)

1. 一種半導體結構，包括：一基板；一通道層，設置於該基板上；一阻障層，設置於該通道層上；一第一化合物半導體層，設置於該阻障層上；一第二化合物半導體層，設置於該阻障層上；一第三化合物半導體層，設置於該阻障層上；一閘極電極，設置於該第一化合物半導體層上；一導電部分，設置於該第二化合物半導體層上；及一源極電極與一汲極電極，分別設置於該阻障層上，且分別設置於該閘極電極的相對側上，其中該導電部分位於該汲極電極與該閘極電極之間，該第二化合物半導體層與該汲極電極間隔一距離，且該汲極電極設置於該第三化合物半導體層上，其中，該汲極電極與該導電部分電性連接，該導電部分與該第二化合物半導體層為蕭特基接觸，且該汲極電極與該第三化合物半導體層為歐姆接觸。
2. 如請求項1所述之半導體結構，其中該第二化合物半導體層及該第三化合物半導體層沿著該閘極電極的一延伸方向設置，且該第二化合物半導體層與該第三化合物半導體層間隔一距離。
3. 如請求項2所述之半導體結構，其中該第二化合物半 導體層包括複數個第一部分，該第三化合物半導體層包括複數個第二部分，且該複數個第一部分與該複數個第二部分沿著該閘極電極的該延伸方向交錯設置。
4. 如請求項2所述之半導體結構，其中該第二化合物半導體層包括複數個第一部分，該第三化合物半導體層包括複數個第二部分，該複數個第一部分鄰近該汲極電極的一邊緣的一部分設置，且該複數個第二部分鄰近該汲極電極的該邊緣的剩餘部分設置。
5. 如請求項1所述之半導體結構，其中相較於該閘極電極，該導電部分更靠近該汲極電極。
6. 如請求項1所述之半導體結構，其中該第二化合物半導體層與該第三化合物半導體層暴露介於該閘極電極與該汲極電極之間的該阻障層的頂表面。
7. 一種半導體結構的形成方法，包括：提供一基板；形成一通道層於該基板上；形成一阻障層於該通道層上；形成一第一化合物半導體層於該阻障層上；形成一第二化合物半導體層於該阻障層上；形成一第三化合物半導體層於該阻障層上；形成一閘極電極於該第一化合物半導體層上；形成一導電部分於該第二化合物半導體層上；及 形成一源極電極與一汲極電極於該阻障層上，且該源極電極與該汲極電極分別設置於該閘極電極的相對側上，其中該導電部分位於該汲極電極與該閘極電極之間，該第二化合物半導體層與該汲極電極間隔一距離，且該汲極電極設置於該第三化合物半導體層上，其中，該汲極電極與該導電部分電性連接，該導電部分與該第二化合物半導體層為蕭特基接觸，且該汲極電極與該第三化合物半導體層為歐姆接觸。