用于處理半導(dǎo)體器件的方法和半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]各個(gè)實(shí)施例涉及用于處理半導(dǎo)體器件的方法和半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體和金屬化之間的界面處，所謂的肖特基接觸或肖特基勢(shì)皇可以形成。肖特基接觸可能引起明顯增加的泄漏電流，因?yàn)樾ぬ鼗佑|在特定操作條件下可以注入自由電荷載流子。通過(guò)使用具有低肖特基勢(shì)皇的金屬化，可以避免或減小前面提到的影響。然而，用于金屬化的合適材料的數(shù)量可能是有限的?？梢云谕峁┍苊饣蚧旧蠝p小前面提到的影響而同時(shí)在可以用作金屬化的材料方面增加靈活性的半導(dǎo)體-金屬化界面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，一種用于處理半導(dǎo)體器件的方法可以包括:在半導(dǎo)體本體上方沉積第一金屬化材料；執(zhí)行加熱工藝以便在半導(dǎo)體本體中形成包括第一金屬化材料和半導(dǎo)體本體的材料的共晶的至少一個(gè)區(qū)域；以及在半導(dǎo)體本體上方沉積第二金屬化材料以便通過(guò)在半導(dǎo)體本體中的所述至少一個(gè)區(qū)域接觸半導(dǎo)體本體。
[0004]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，一種用于處理半導(dǎo)體器件的方法可以包括:在半導(dǎo)體本體上方沉積第一金屬化材料；執(zhí)行加熱工藝以便在半導(dǎo)體本體中由第一金屬化材料和半導(dǎo)體本體的材料形成至少一個(gè)尖刺形(spike-shaped)區(qū)域；以及在半導(dǎo)體本體上方沉積第二金屬化材料以便通過(guò)在半導(dǎo)體本體中的所述至少一個(gè)尖刺形區(qū)域接觸半導(dǎo)體本體。
[0005]根據(jù)各個(gè)實(shí)施例，一種半導(dǎo)體器件可以包括:半導(dǎo)體本體；在半導(dǎo)體本體中的包括第一金屬化材料和半導(dǎo)體本體的材料的共晶的至少一個(gè)區(qū)域；以及設(shè)置在半導(dǎo)體本體上方并且與半導(dǎo)體本體中的所述至少一個(gè)區(qū)域接觸的第二金屬化材料。
【附圖說(shuō)明】
[0006]在圖中，貫穿不同的視圖，相似的參考標(biāo)記一般指的是相同的部分。各圖不必要按比例，而是一般將重點(diǎn)放置在說(shuō)明本發(fā)明的原理上。在下面的描述中，參照下面的附圖來(lái)描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例，在附圖中:
圖1示出根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于處理半導(dǎo)體器件的方法；
圖2示出根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于處理半導(dǎo)體器件的方法；
圖3A-3F是圖示根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于處理半導(dǎo)體器件的方法的各種視圖；
圖4A-4H是圖示根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于處理半導(dǎo)體器件的方法的各種視圖；以及圖5A-f5D是圖示根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于處理半導(dǎo)體器件的方法中的處理階段的各種視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面的詳細(xì)描述參照附圖，所述附圖借助例證示出其中本發(fā)明可以被實(shí)踐的實(shí)施例和具體細(xì)節(jié)。這些實(shí)施例被足夠詳細(xì)地描述以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明?？梢岳闷渌鼘?shí)施例并且可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下做出結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣改變。各個(gè)實(shí)施例不必要相互排斥，因?yàn)橐恍?shí)施例可以與一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例組合以形成新的實(shí)施例。關(guān)于方法描述了各個(gè)實(shí)施例并且關(guān)于器件描述了各個(gè)實(shí)施例。然而，可以理解關(guān)于方法描述的實(shí)施例可以類似地應(yīng)用于器件，并且反之亦然。
[0008]詞〃示例性的〃在本文被用來(lái)表示〃充當(dāng)實(shí)例，例子，或者例證〃的意思。在本文被描述為"示例性的"的任何實(shí)施例或者設(shè)計(jì)不必要解釋為比其它實(shí)施例或者設(shè)計(jì)優(yōu)選或者有利。
[0009]術(shù)語(yǔ)“至少一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”可以被理解為包括大于或等于I的任何整數(shù)，即 1、2、3、4、......等。
[0010]術(shù)語(yǔ)“多個(gè)”可以被理解為包括大于或等于2的任何整數(shù)，即2、3、4、5.......等。
[0011]在本文用于描述在側(cè)面或表面“上方”形成特征(例如層)的詞語(yǔ)“在……上方”可以用于意指該特征(例如該層)可以“直接”形成在暗指的側(cè)面或表面“上”，例如與暗指的側(cè)面或表面直接接觸。在本文用于描述在側(cè)面或表面“上方”形成特征(例如層)的詞語(yǔ)“上方”可以用于意指該特征(例如該層)可以“間接”形成在暗指的側(cè)面或表面“上”，其中一個(gè)或多個(gè)附加層被布置在暗指的側(cè)面或表面和所形成的層之間。
[0012]以類似的方式，在本文用于描述設(shè)置在另一特征上方的特征(例如“覆蓋”側(cè)面或者表面的層)的詞語(yǔ)“覆蓋”，可以被用來(lái)意指該特征(例如該層)可以被設(shè)置在暗指的側(cè)面或者表面上方，并且與暗指的側(cè)面或者表面直接接觸。在本文用于描述設(shè)置在另一特征上方的特征(例如“覆蓋”側(cè)面或者表面的層)的詞語(yǔ)“覆蓋”，可以被用來(lái)意指該特征(例如該層)可以被設(shè)置在暗指的側(cè)面或者表面上方，并且與暗指的側(cè)面或者表面間接接觸，其中一個(gè)或多個(gè)附加層被布置在暗指的側(cè)面或表面和覆蓋層之間。
[0013]術(shù)語(yǔ)“耦合”或“連接”可以被理解為包括直接“耦合”或“連接”的情況以及間接“耦合”或“連接”的情況兩者。
[0014]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，如在本文使用的術(shù)語(yǔ)“肖特基接觸”可以包括或者可以指的是展示電流整流行為的金屬-半導(dǎo)體接觸或結(jié)(例如金屬和摻雜的半導(dǎo)體之間的接觸或結(jié))。
[0015]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，如在本文使用的術(shù)語(yǔ)“肖特基勢(shì)皇”可以包括或者可以指的是對(duì)形成在肖特基接觸處的電荷載流子(例如電子)的勢(shì)能勢(shì)皇。
[0016]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，如在本文使用的術(shù)語(yǔ)“歐姆接觸”可以包括或者可以指的是具有線性或至少基本上為線性的電流-電壓(1-V)曲線(如與歐姆定律一樣)的非整流結(jié)，例如電氣結(jié)。通過(guò)對(duì)比，沒(méi)有示范線性ι-v曲線的結(jié)或接觸可以稱為非歐姆的。肖特基勢(shì)皇可以是非歐姆接觸的實(shí)例。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“歐姆接觸”可以包括或者可以指的是在沒(méi)有整流或者在基本上沒(méi)有整流的情況下(例如由于其肖特基勢(shì)皇太低)沿兩個(gè)方向傳導(dǎo)電流的金屬-半導(dǎo)體結(jié)。
[0017]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，如在本文使用的術(shù)語(yǔ)“共晶”或“共晶系統(tǒng)”可以包括或者可以指的是化學(xué)化合物或具有單一化學(xué)成分的元素的混合物，其在比由相同組成部分構(gòu)成的任何其他成分低的溫度下凝固。該成分可以被稱為共晶成分并且其凝固所處的溫度可以稱為共晶溫度。
[0018]已經(jīng)證明，明顯增加的泄漏電流可借助于在半導(dǎo)體層和金屬化層之間的不期望的肖特基接觸而發(fā)生，因?yàn)樵谔囟ú僮鳁l件下，肖特基接觸可以注入自由電荷載流子，其可能是不期望的。通過(guò)使用具有低的或者可忽略的肖特基勢(shì)皇的金屬化(例如，諸如鋁)，通?？梢员苊馇懊嫣岬降膯?wèn)題。然而，合適材料的選擇可以以這種方式被嚴(yán)格限制。
[0019]使用具有非常好的熱導(dǎo)率和高熱容量的金屬通?？梢詫?duì)于更好的熱消散或者還對(duì)于提供增加的熱容量是期望的。在該上下文中可能是合適的典型金屬可以例如是銅，其中勢(shì)皇層(諸如，例如TiW、TiN、TiWN、Ru或TaN，或其組合)通常被另外插入在半導(dǎo)體層和銅金屬化之間。特別地，這種勢(shì)皇層可能導(dǎo)致針對(duì)η摻雜和P摻雜的半導(dǎo)體層(例如硅層)的肖特基接觸，如果沒(méi)有提供鄰近半導(dǎo)體層的足夠高摻雜的話。還可能有用的是使用僅在相對(duì)高的溫度下熔化的金屬以便增強(qiáng)半導(dǎo)體器件的魯棒性，因?yàn)橛捎谙鄬?duì)高的熔點(diǎn)，可以避免金屬化與半導(dǎo)體層在局部溫度增加(例如由于在關(guān)斷、短路或宇宙輻射事件期間的電流成絲(current filamentat1n)引起的)時(shí)的局部合金化。
[0020]圖1示出根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的用于處理半導(dǎo)體器件的方法100。
[0021]方法100可以包括:在半導(dǎo)體本體上方沉積第一金屬化材料(在102中);執(zhí)行加熱工藝以便在半導(dǎo)體本體中形成包括第一金屬化材料和半導(dǎo)體本體的材料的共晶的至少一個(gè)區(qū)域(在104中)；以及在半導(dǎo)體本體上方沉積第二金屬化材料以便通過(guò)在半導(dǎo)體本體中的所述至少一個(gè)區(qū)域接觸半導(dǎo)體本體(在106中)。
[0022]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體本體可以包括至少一個(gè)半導(dǎo)體層。
[0023]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，半導(dǎo)體本體可以包括包含多個(gè)半導(dǎo)體層(例如至少兩個(gè)不同摻雜類型和/或濃度的半導(dǎo)體層)的層堆疊。
[0024]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行加熱工藝以便在半導(dǎo)體本體中形成至少一個(gè)區(qū)域可以包括:執(zhí)行加熱工藝以便在半導(dǎo)體本體中形成包括第一金屬化材料和半導(dǎo)體本體的材料的共晶的至少一個(gè)尖刺形區(qū)域。換句話說(shuō)，形成在半導(dǎo)體本體中的所述至少一個(gè)區(qū)域可以具有尖刺形狀或尖刺狀形狀。
[0025]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行加熱工藝以便在半導(dǎo)體本體中形成至少一個(gè)區(qū)域可以包括:執(zhí)行加熱工藝以便在半導(dǎo)體本體中形成包括第一金屬化材料和半導(dǎo)體本體的材料的共晶的多個(gè)尖刺形區(qū)域。
[0026]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)區(qū)域(例如尖刺形區(qū)域)可以從半導(dǎo)體本體的表面延伸到半導(dǎo)體本體中。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述表面可以是面對(duì)沉積的第一金屬化材料的表面。
[0027]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)區(qū)域(例如尖刺形區(qū)域)可以延伸到約50nm到約I μπι的深度，其是從半導(dǎo)體本體的表面測(cè)量的，例如在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中延伸到約100 nm到約I μπι的深度，例如在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中延伸到約100 nm到約600 nm的深度，例如在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中延伸到約200 nm到約600 nm的深度。
[0028]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)區(qū)域(例如尖刺形區(qū)域)可以具有最接近半導(dǎo)體本體的表面的第一直徑和遠(yuǎn)離半導(dǎo)體本體的表面的第二直徑，其中第一直徑可以大于第二直徑。
[0029]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在半導(dǎo)體本體的表面處或者最接近半導(dǎo)體本體的表面的所述至少一個(gè)區(qū)域(例如尖刺形區(qū)域)的直徑可以在從約200 nm到約2 μπι的范圍內(nèi)，例如在從約400 nm到約1.5 μ m的范圍內(nèi)，例如在從約600 nm到約2 μ m的范圍內(nèi)。
[0030]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在所述多個(gè)尖刺形區(qū)域中的至少兩個(gè)相鄰的尖刺形區(qū)域之間的距離可以在從約I μπι到約100 μπι的范圍內(nèi)，例如在從約3 μπι到約15 μπι的范圍內(nèi)。
[0031]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述多個(gè)尖刺形區(qū)域的密度可以在從約每100 μπι2 5個(gè)尖刺到約每100 μ m2 100個(gè)尖刺的范圍內(nèi)，例如在從約每100 μ m2 10個(gè)尖刺到約每100 μ m250個(gè)尖刺的范圍內(nèi)，例如在從約每100 μ m2 20個(gè)尖刺到約每100 μ m2 100個(gè)尖刺的范圍內(nèi)，例如在從約每10ym2 5個(gè)尖刺到約20 μ m2的范圍內(nèi)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，術(shù)語(yǔ)“密度”可以指的是半導(dǎo)體本體的每一表面單位面積的尖刺形區(qū)域的數(shù)目。
[0032]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，所述方法還可以包括在執(zhí)行加熱工藝之后以及在沉積第二金屬化材料之前從半導(dǎo)體本體上方去除第一金屬化材料的殘留物。
[0033]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第一金屬化材料可以包括或者可以是在小于或等于約600 0C的溫度下與半導(dǎo)體本體的材料形成共晶的材料。
[0034]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第一金屬化材料可以具有低于第二金屬化材料的功函數(shù)。
[0035]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第一金屬化材料可以具有小于