[發(fā)明專利]集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480024816.6
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN105164800B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N·蒂皮蘭尼;S·彭德哈卡爾;R·L·懷茲
• 申請（專利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類號: H01L21/70
• 分類號: H01L21/70;H01L29/12
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;徐東升

集成的硅和III?N半導(dǎo)體器件可以通過在具有第一取向的第一硅襯底(100)上生長III?N半導(dǎo)體材料(102)來形成。具有不同的第二取向的第二硅襯底(106)具有在硅器件膜(110)與載體晶片(112)之間的釋放層(108)。硅器件膜(110)附接到III?N半導(dǎo)體材料，同時硅器件膜(110)通過釋放層(108)連接到載體晶片(112)。載體晶片(112)隨后被從硅器件膜(110)上去除。第一多個組件被形成在硅器件膜之中和/或之上。第二多個組件被形成在暴露區(qū)域中的III?N半導(dǎo)體材料之中和/或之上。在替代的工藝中，可以在集成的硅和III?N半導(dǎo)體器件中的硅器件膜與III?N半導(dǎo)體材料之間設(shè)置介電夾層。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件。

背景技術(shù)

一種集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件可以具有諸如形成于硅中的金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的電子組件，以及諸如氮化鎵場效應(yīng)晶體管(GaN FET)的其他電子組件或者諸如形成于III-N半導(dǎo)體材料中的光電探測器、發(fā)光二極管(LED)或激光器的光電子組件，其中所述硅和III-N半導(dǎo)體材料被設(shè)置在共同襯底上。在制造硅和III-N半導(dǎo)體材料中的組件之前，可能期望將硅和III-N半導(dǎo)體材料集成在共同襯底上。

發(fā)明內(nèi)容

一種集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件可以通過在具有第一取向的第一硅襯底上生長III-N半導(dǎo)體材料來形成。具有不同的第二取向的第二硅襯底被離子注入分離核素(species)以在第二硅襯底的頂表面處的硅器件膜與在第二硅襯底的底部處的載體晶片之間形成釋放層。硅器件膜附接到III-N半導(dǎo)體材料，同時硅器件膜通過釋放層連接到載體晶片。載體晶片隨后被從硅器件膜去除。然后，硅器件膜被鍵合到III-N半導(dǎo)體材料。第一多個組件被形成在硅器件膜之中和/或之上。硅器件膜的一部分被去除以暴露III-N半導(dǎo)體材料。第二多個組件在暴露的區(qū)域中形成在III-N半導(dǎo)體材料之中和/或之上。

在可替代的工藝中，在附接步驟之前，可以在硅器件膜上和/或III-N半導(dǎo)體材料上形成介電夾層，使得該介電夾層被設(shè)置在該集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件中的硅器件膜與III-N半導(dǎo)體材料之間。

附圖說明

圖1A-圖1H以連續(xù)的制造階段描繪了一種集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件的形成。

圖2A-圖2F以連續(xù)的制造階段描繪了另一種集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件的形成。

圖3A-圖3D是在連續(xù)的制造階段中的又一種集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件的剖面圖。

具體實施方式

以下申請描述了相關(guān)的主題并且通過引用合并于此：申請?zhí)朥S 13/886,378；US2014/0042452 A1；申請?zhí)朥S 13/886,429(同時提交的對應(yīng)的PCT申請TI-71209WO)；申請?zhí)朥S 13/886,688(同時提交的對應(yīng)的PCT申請TI-72417WO)；申請?zhí)朥S 13/886,709；以及申請?zhí)朥S 13/886,744(同時提交的對應(yīng)的PCT申請TI-72605WO)。

III-N半導(dǎo)體材料是這樣一種材料，其中III族(硼族)元素(硼、鋁、鎵、銦)提供了半導(dǎo)體材料中的一部分原子，而氮原子提供了其余部分的原子。III-N半導(dǎo)體材料的示例是氮化鎵、氮化硼鎵、氮化鋁鎵、氮化銦和氮化銦鋁鎵。可以用可變下標(biāo)來書寫III-N材料以指示可能的化學(xué)計量范圍。例如，氮化鋁鎵可以被寫成Al_xGa_1-xN，并且氮化銦鋁鎵可以被寫成In_xAl_yGa_1-x-yN。GaN FET是包括III-N半導(dǎo)體材料的場效應(yīng)晶體管的示例。

圖1A-圖1H以連續(xù)的制造階段描繪了一種集成的硅和III-N半導(dǎo)體器件的形成。