專利名稱：一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明還涉及具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制備方法。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是制造功率器件和集成電路的基本結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體器件在人類社會(huì)中，扮演著越來(lái)越重要的角色，被廣泛應(yīng)用于照明、通信、計(jì)算機(jī)、汽車、工業(yè)電子設(shè)備等領(lǐng)域，是人類社會(huì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)品。傳統(tǒng)半導(dǎo)體器件大量使用半導(dǎo)體材料、絕緣材料、PN結(jié)、肖特基結(jié)和MOS結(jié)構(gòu)作為器件的基本單元，金屬在半導(dǎo)體器件作為互連線或電極引線也被廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將導(dǎo)體材料作為半導(dǎo)體器件基本單元提出一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置及其制備方法。一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括:一層導(dǎo)體材料；在導(dǎo)體材料層的兩側(cè)附有半導(dǎo)體材料。所述的導(dǎo)體材料可以為金屬材料。所述的導(dǎo)體材料層兩側(cè)的半導(dǎo)體材料可以為第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。所述的導(dǎo)體材料層兩側(cè)的半導(dǎo)體材料可以為第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。所述的導(dǎo)體材料層兩側(cè)的半導(dǎo)體材料可以相互為不同種類型的半導(dǎo)體材料。所述的導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料可以形成歐姆接觸。所述的導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間可以形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。所述的導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間也可以形成導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料混合材料，形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。所述的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟:在半導(dǎo)體材料表面形成導(dǎo)體材料；在導(dǎo)體材料表面形成半種導(dǎo)體材料。一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括:一層半導(dǎo)體材料；在半導(dǎo)體材料層兩側(cè)附有導(dǎo)體材料；導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間為肖特基勢(shì)壘結(jié)。所述的導(dǎo)體材料可以為金屬材料。所述的半導(dǎo)體材料可以為第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。所述的半導(dǎo)體材料可以為第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。所述的半導(dǎo)體材料可以為一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層與一個(gè)或多個(gè)第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加形成的半導(dǎo)體層。所述的導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間也可以形成導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料混合材料，形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。所述的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟:在導(dǎo)體材料表面形成半導(dǎo)體材料；在半導(dǎo)體材料表面形成導(dǎo)體材料。一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括:一層導(dǎo)體材料；在導(dǎo)體材料的一側(cè)附有一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層與一個(gè)或多個(gè)第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加形成的半導(dǎo)體層；導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間為肖特基勢(shì)壘結(jié)。所述的導(dǎo)體材料可以為金屬材料。所述的導(dǎo)體材料一側(cè)半導(dǎo)體層可以為一層第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料與一層第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加的半導(dǎo)體層。所述的導(dǎo)體材料一側(cè)半導(dǎo)體層可以為一層第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料與兩層第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加的半導(dǎo)體層。所述的導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料之間也可以形成導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料混合材料，形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。所述的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟:在半導(dǎo)體材料表面形成一層或多層半導(dǎo)體材料；在半導(dǎo)體材料表面形成導(dǎo)體材料。對(duì)于在導(dǎo)體材料層的兩側(cè)附有半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體裝置，當(dāng)導(dǎo)體分別與N型半導(dǎo)體材料和P型半導(dǎo)體材料形成肖特基基勢(shì)壘結(jié)，此半導(dǎo)體裝置相當(dāng)于兩個(gè)肖特基結(jié)串聯(lián)，形成正向?qū)ǚ聪蚪刂沟陌雽?dǎo)體裝置，并且為單載流子器件，在N型半導(dǎo)體材料中載流子為電子，在P型半導(dǎo)體材料中載流子為空穴。對(duì)于在導(dǎo)體材料層的兩側(cè)附有半導(dǎo)體材料半導(dǎo)體裝置，導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料形成歐姆接觸，導(dǎo)體將多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域形成統(tǒng)一的漂移區(qū)，因?yàn)槭菤W姆接觸，在靠近導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料具有薄的高濃度雜質(zhì)摻雜區(qū)域。此半導(dǎo)體裝置可以與PN結(jié)等半導(dǎo)體器件相連，形成具有多個(gè)分離的漂移區(qū)的半導(dǎo)體裝置。對(duì)于在半導(dǎo)體材料層的兩側(cè)附有導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體裝置，兩塊導(dǎo)體分別與半導(dǎo)體材料形成肖特基基勢(shì)壘結(jié)，此半導(dǎo)體裝置相當(dāng)于兩個(gè)肖特基結(jié)背靠背串聯(lián)，形成正反向截止的半導(dǎo)體裝置，并且為單載流子器件，在N型半導(dǎo)體材料中載流子為電子，在P型半導(dǎo)體材料中載流子為空穴。此半導(dǎo)體裝置可以在半導(dǎo)體材料引入第三個(gè)電極或MOS的柵電極，形成三端器件。對(duì)于在導(dǎo)體材料的一側(cè)附有一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層與一個(gè)或多個(gè)第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加形成的半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體裝置，導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料形成肖特基基勢(shì)壘結(jié)，此半導(dǎo)體裝置相當(dāng)于一個(gè)肖特基結(jié)與多個(gè)PN結(jié)串聯(lián)，形成具有截止功能的半導(dǎo)體裝置。此半導(dǎo)體裝置可以在半導(dǎo)體材料引入第三個(gè)電極或MOS的柵電極，形成三端器件。上述半導(dǎo)體裝置可以應(yīng)用功率器件，也可應(yīng)用于集成電路。本發(fā)明包括具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制備方法，可以實(shí)現(xiàn)上述半導(dǎo)體裝置的生產(chǎn)制造。


圖1為本發(fā)明的具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的一種剖面示意圖；圖2為本發(fā)明的具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的一種剖面示意圖；圖3為本發(fā)明的具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的一種剖面示意圖。其中，1、襯底層；2、輕摻雜N型半導(dǎo)體硅材料；4、輕摻雜P型半導(dǎo)體硅材料；5、重?fù)诫sP型半導(dǎo)體硅材料；6、肖特基勢(shì)壘結(jié)；8、熱氧化氧化層；9、勢(shì)壘金屬；10、表面金屬層。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1圖1為本發(fā)明的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，下面結(jié)合圖1詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，包括:襯底層1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3，在襯底層I表面，通過(guò)表面金屬層10引出電極；輕摻雜N型半導(dǎo)體娃材料2,位于襯底層I之上,為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體娃材料,磷原子的摻雜濃度為1E15/CM3 ;勢(shì)壘金屬9，為肖特基勢(shì)壘金屬，位于輕摻雜N型半導(dǎo)體硅材料2之間；肖特基勢(shì)壘結(jié)
6,位于輕摻雜N型半導(dǎo)體娃材料2表面,為半導(dǎo)體娃材料與勢(shì)魚金屬形成的娃化物。其制作工藝包括如下步驟:第一步，在具有N型襯底層I的輕摻雜N型半導(dǎo)體硅材料2的表面，淀積勢(shì)壘金屬9，勢(shì)壘金屬為鎳；第二步，進(jìn)行淀積輕摻雜N型半導(dǎo)體硅材料2，進(jìn)行淀積N型襯底層I ;第三步，在表面淀積表面金屬層10，進(jìn)行光刻腐蝕工藝，去除表面部分金屬，如圖1所示。實(shí)施例2圖2為本發(fā)明的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，下面結(jié)合圖2詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，包括:輕摻雜N型半導(dǎo)體硅材料2，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體娃材料，磷原子的摻雜濃度為1E15/CM3 ;表面金屬層10,位于器件表面，引出電極；肖特基勢(shì)壘結(jié)6，位于輕摻雜N型半導(dǎo)體硅材料2表面，為半導(dǎo)體硅材料與勢(shì)壘金屬形成的硅化物。其制作工藝包括如下步驟:第一步，在輕摻雜N型半導(dǎo)體硅材料2的表面，淀積勢(shì)壘金屬9，勢(shì)壘金屬為鎳，形成肖特基勢(shì)壘結(jié)，去除金屬鎳；第二步，在表面淀積表面金屬層10，進(jìn)行光刻腐蝕工藝，去除表面部分金屬，如圖2所示。實(shí)施例3圖3為本發(fā)明的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，下面結(jié)合圖3詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，包括:襯底層1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3，在襯底層I表面，通過(guò)表面金屬層10引出電極；輕摻雜N型半導(dǎo)體娃材料2,位于襯底層I之上,為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體娃材料,磷原子的摻雜濃度為1E15/CM3 ;輕摻雜P型半導(dǎo)體硅材料4，位于輕摻雜P型半導(dǎo)體硅材料2之上，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體娃材料，硼原子的摻雜濃度為1E16/CM3 ;重?fù)诫sP型半導(dǎo)體娃材料5,位于輕摻雜P型半導(dǎo)體硅材料4之上，為P傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，硼原子的摻雜濃度為1E18/CM3 ；肖特基勢(shì)壘結(jié)6，位于輕摻雜P型半導(dǎo)體硅材料4表面，為半導(dǎo)體硅材料與勢(shì)壘金屬形成的硅化物；器件上表面覆蓋有表面金屬層10，分別為肖特基勢(shì)壘結(jié)6和重?fù)诫sP型半導(dǎo)體硅材料5引出電極。其制作工藝包括如下步驟:第一步，在具有N型襯底層I的輕摻雜N型半導(dǎo)體硅材料2的表面，淀積輕摻雜P型半導(dǎo)體硅材料4，在材料表面形成熱氧化氧化層8。
第二步、光刻腐蝕，腐蝕特性區(qū)域熱氧化氧化層8，注入硼雜質(zhì)退火形成重?fù)诫sP型半導(dǎo)體娃材料5 ；第三步，光刻腐蝕，腐蝕特性區(qū)域熱氧化氧化層8，進(jìn)行淀積勢(shì)壘金屬9，勢(shì)壘金屬為鎳，形成肖特基勢(shì)壘結(jié)，去除金屬鎳；第四步，在表面淀積表面金屬層10，進(jìn)行光刻腐蝕工藝，去除表面部分金屬，分別為肖特基勢(shì)壘結(jié)6和重?fù)诫sP型半導(dǎo)體硅材料5引出電極，如圖3所示。通過(guò)上述實(shí)例闡述了本發(fā)明，同時(shí)也可以采用其它實(shí)例實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)例，因此本發(fā)明由所附權(quán)利要求范圍限定。
權(quán)利要求
1.一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括: 一層導(dǎo)體材料； 在導(dǎo)體材料層的兩側(cè)附有半導(dǎo)體材料。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料可以為金屬材料。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料兩側(cè)的半導(dǎo)體材料可以為第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料兩側(cè)的半導(dǎo)體材料可以為第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料兩側(cè)的半導(dǎo)體材料可以相互為不同種類型的半導(dǎo)體材料。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料可以形成歐姆接觸。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間可以形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間也可以形成導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料混合材料，形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。
9.一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括: 一層半導(dǎo)體材料； 在半導(dǎo)體材料層兩側(cè)附有導(dǎo)體材料； 導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間為肖特基勢(shì)壘結(jié)。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料可以為金屬材料。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體材料可以為第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。
12.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體材料可以為第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。
13.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體材料可以為一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層與一個(gè)或多個(gè)第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加形成的半導(dǎo)體層。
14.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間也可以形成導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料混合材料，形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。
15.一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括: 一層導(dǎo)體材料； 在導(dǎo)體材料的一側(cè)附有一個(gè)或多個(gè)第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層與一個(gè)或多個(gè)第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加形成的半導(dǎo)體層； 導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料之間為肖特基勢(shì)壘結(jié)。
16.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料可以為金屬材料。
17.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料一側(cè)半導(dǎo)體層可以為一層第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料與一層第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加的半導(dǎo)體層。
18.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體材料一側(cè)半導(dǎo)體層可以為一層第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料與兩層第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互疊加的半導(dǎo)體層。
19.如權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料之間也可以形成導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體材料混合材料，形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。
20.如權(quán)利要求1所述的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)在半導(dǎo)體材料表面形成導(dǎo)體材料； 2)在導(dǎo)體材料表面形成半種導(dǎo)體材料。
21.如權(quán)利要求9所述的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)在導(dǎo)體材料表面形成半導(dǎo)體材料； 2)在半導(dǎo)體材料表面形成導(dǎo)體材料。
22.如權(quán)利要求15所述的一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)在半導(dǎo)體材料表面形成一層或多層半導(dǎo)體材料； 2)在半導(dǎo)體材 料表面形成導(dǎo)體材料。
全文摘要
本發(fā)明將導(dǎo)體材料作為半導(dǎo)體器件基本單元提出一種具有導(dǎo)體的半導(dǎo)體裝置及其制備方法。將導(dǎo)體與半導(dǎo)體材料形成的肖特基勢(shì)壘結(jié)和歐姆接觸應(yīng)用在器件結(jié)構(gòu)內(nèi)，形成新穎的半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是制造功率器件和集成電路的基本結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01L27/02GK103208490SQ20121000780
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者朱江, 盛況 申請(qǐng)人:朱江, 盛況