[發明專利]半導體結構

在審

• 申請號: 201911037687.5
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN111129007A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 陳建宏
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L27/085
• 分類號: H01L27/085;H01L21/8252;H03K17/687
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 薛恒;王琳

本發明公開具有雙極化晶體管的設備和電路以及其制造方法。在一個實例中，公開一種半導體結構。半導體結構包含：襯底；有源層，形成在襯底上方且包括具有第一厚度的第一有源部分和具有第二厚度的第二有源部分；第一晶體管，包括第一源極區、第一漏極區以及形成在第一有源部分上方且在第一源極區與第一漏極區之間的第一柵極結構；以及第二晶體管，包括第二源極區、第二漏極區以及形成在第二有源部分上方且在第二源極區與第二漏極區之間的第二柵極結構，其中第一厚度不同于第二厚度。

技術領域

本發明的實施例是有關于一種半導體結構。

背景技術

在集成電路(integrated circuit，IC)中，增強型N型晶體管(enhancement-modeN-type transistor，例如增強型高電子遷移率晶體管(enhancement-mode high-electron-mobility transistor，E-HEMT)，可用作上拉裝置以最小化靜態電流。為了實現接近全軌的上拉電壓和快速轉換速率，對于N型增強型晶體管來說，需要相當大的過驅動電壓。也就是說，柵極與源極之間的電壓差(Vgs)應比閾值電壓(Vt)大得多，即(Vgs-Vt0)。必須使用用于集成電路的基于多級E-HEMT的驅動器來最小化靜態電流。盡管如此，因為E-HEMT上拉裝置的每一級上的一個Vt降及自舉二極管上的一個正向電壓(Vf)降，所以基于多級E-HEMT的驅動器將不會有足夠的過驅動電壓(特別是對于最末級驅動器)。雖然可降低上拉E-HEMT晶體管的Vt和多級驅動器的二極管連接的E-HEMT整流器的Vf以提供足夠大的過驅動電壓且大大降低靜態電流，但抗干擾性將受損。

在現有半導體晶片中，形成在晶片上的晶體管具有相同結構使得它們具有相同閾值電壓Vt。當一個晶體管的Vt降低時，晶片上的其它晶體管的Vt相應地降低。由于在這種情況下Vt降低，由基于HEMT的驅動器驅動的電源開關HEMT將具有不良的抗干擾性，因為電源開關HEMT不能承受到其柵極的大反饋脈沖(back-feed-through impulse)電壓。因此，包含多個晶體管的現有設備和電路不完全符合要求。

發明內容

本發明實施例提供一種半導體結構，包括襯底、有源層、第一晶體管以及第二晶體管。有源層形成在襯底上方且包括具有第一厚度的第一有源部分和具有第二厚度的第二有源部分。第一晶體管包括第一源極區、第一漏極區以及形成在第一有源部分上方且在第一源極區與第一漏極區之間的第一柵極結構。第二晶體管包括第二源極區、第二漏極區以及形成在第二有源部分上方且在第二源極區與第二漏極區之間的第二柵極結構。其中第一厚度不同于第二厚度。

本發明實施例提供一種電路，包括第一晶體管以及第二晶體管。第一晶體管包含第一柵極、第一源極以及第一漏極。第二晶體管包含第二柵極、第二源極以及第二漏極。第一晶體管和第二晶體管形成在包含有源層的同一半導體晶片上。有源層包括在第一柵極下的第一有源部分和在第二柵極下的第二有源部分。第一有源部分具有第一厚度。第二有源部分具有第二厚度。第二厚度不同于第一厚度。

本發明實施例提供一種用于形成半導體結構的方法，包括在襯底上方形成有源層，其中有源層包括具有第一厚度的第一有源部分和具有第二厚度的第二有源部分。形成第一晶體管，包括第一源極區、第一漏極區以及形成在第一有源部分上方且在第一源極區與第一漏極區之間的第一柵極結構。以及，形成第二晶體管，包括第二源極區、第二漏極區以及形成在第二有源部分上方且在第二源極區與第二漏極區之間的第二柵極結構，其中第一厚度不同于第二厚度。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，從以下詳細描述最好地理解本公開的各方面。應注意，各種特征未必按比例繪制。實際上，出于論述的清楚起見，可任意地增大或減小各種特征的尺寸和幾何結構。貫穿本說明書和附圖，相似附圖標號表示相似特征。

圖1示出根據本公開的一些實施例的具有多級自舉驅動器(multi-stage boot-strapped driver)的示例性電路。