[发明专利]半导体结构、具有其的半导体器件和用于制造其的方法

说明书

技术领域

本文描述的实施例涉及在半导体本体与金属层之间具有均匀深的尖状物的半导体结构、具有这种半导体结构的半导体器件和用于制造这种半导体结构的方法。

背景技术

半导体器件包括需要通常通过金属层而接触的掺杂区。在许多应用中，由于铝的低欧姆电阻和与半导体的良好接触电阻，针对金属层使用铝或铝合金。然而，铝金属层与半导体衬底之间的界面易于形成尖状物。这种尖状物形成在典型地在铝金属层的沉积之后执行的退火期间，例如在350℃与450℃之间的温度范围内。所形成且延伸至半导体衬底中的尖状物可能导致可毁坏半导体器件的电流丝。此外，延伸相当深至半导体衬底中的尖状物可以到达pn结或掺杂区，从而产生短路。

用于减少尖状物的生成的一种尝试是降低退火温度。然而，这仅在有限情况下可能。另一种尝试是在半导体衬底与金属层之间形成阻挡层。这种阻挡层需要是无缺陷的，以充当阻挡层。否则，该阻挡层甚至会增强尖状物生成。此外，阻挡层可能影响金属层与半导体衬底之间的接触电阻。

鉴于以上内容，存在改进的需要。

发明内容

根据实施例，一种半导体结构，包括：第一单晶半导体部分，在参考方向上具有第一晶格常数；处于所述第一单晶半导体部分上的第二单晶半导体部分，在所述参考方向上具有与所述第一晶格常数不同的第二晶格常数；以及金属层，在所述第二单晶半导体部分上形成并与所述第二单晶半导体部分相接触。

根据实施例，一种包括半导体本体的半导体器件，所述半导体本体包括：第一单晶半导体部分，在参考方向上具有第一晶格常数；处于所述第一单晶半导体部分上的第二单晶半导体部分，在所述参考方向上具有与所述第一晶格常数不同的第二晶格常数；以及至少一个pn结，在所述半导体本体的第一单晶半导体部分中形成。所述半导体器件还包括：金属层，在所述第二单晶半导体部分上形成并与所述第二单晶半导体部分欧姆接触。

根据实施例，一种用于制造半导体结构的方法，包括：提供在参考方向上具有第一晶格常数的第一单晶半导体部分；在所述第一单晶半导体部分上形成在所述参考方向上具有与所述第一晶格常数不同的第二晶格常数的第二单晶半导体部分；以及在所述第二单晶半导体部分上且与所述第二单晶半导体部分相接触地形成金属层。

根据实施例，一种用于制造半导体本体的方法，包括：提供在参考方向上具有第一晶格常数的第一单晶半导体晶片；提供在所述参考方向上具有与所述第一晶格常数不同的第二晶格常数的第二单晶半导体晶片；将所述第一单晶半导体晶片接合至所述第二单晶半导体晶片，以形成包括第一单晶半导体部分和第二单晶半导体部分的半导体本体，所述第一单晶半导体部分在所述参考方向上具有第一晶格常数，所述第二单晶半导体部分在所述参考方向上具有第二晶格常数；以及在所述第二单晶半导体部分上且与所述第二单晶半导体部分相接触地形成金属层。

本领域技术人员将在阅读以下具体实施方式时以及在查看附图时认识到附加特征和优势。

附图说明

附图中的组件不必按比例绘制，而是重点在于示意本发明的原理。此外，在附图中，相似的参考标记指示对应的部分。在附图中：

图1A至1C示意了根据实施例的用于制造在半导体本体与金属层之间具有受控尖状物形成的半导体结构的方法的工艺；

图2示意了根据实施例的半导体结构；

图3示意了根据实施例的半导体结构；

图4A至4D示意了根据实施例的用于制造在半导体本体与金属层之间具有受控尖状物形成的半导体结构的方法的工艺；

图5A至5D示意了根据实施例的用于制造在半导体本体与金属层之间具有受控尖状物形成的半导体结构的方法的工艺；

图6示意了根据实施例的在半导体本体与金属化部（metallisation）之间具有减少尖状物形成的双极型半导体器件；

图7示意了根据另一实施例的在半导体本体与金属化部之间具有减少尖状物形成的双极型半导体器件；

图8示意了根据另一实施例的在半导体本体与金属化部之间具有减少尖状物形成的半导体器件；

图9A和9B示意了<100>硅材料的横截面和表面的SEM显微图，其示出了在铝的湿化学移除之后的尖状物形成；以及

图10A和10B示意了<111>硅材料的横截面和表面的SEM显微图，其示出了在铝的湿化学移除之后的尖状物形成。

具体实施方式