[發(fā)明專利]一種含有金屬的半導(dǎo)體裝置及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210028179.2
• 申請(qǐng)日: 2012-01-14
• 公開（公告）號(hào): CN103208514B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱江;盛況
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 盛況
• 主分類號(hào): H01L29/12
• 分類號(hào): H01L29/12;H01L29/15;H01L21/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 林超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種含有金屬的半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明還涉及含有金屬的半導(dǎo)體裝置的制備方法。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是制造半導(dǎo)體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。

隨著分子束外延(MBE)和金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積方法(MOCVD)等薄膜技術(shù)的發(fā)展，各種半導(dǎo)體的微結(jié)構(gòu)和應(yīng)用被廣泛應(yīng)用半導(dǎo)體技術(shù)中，常見的應(yīng)用包括具有異質(zhì)結(jié)的相關(guān)器件。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置，是將導(dǎo)體材料金屬與半導(dǎo)體材料相結(jié)合形成的半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明還包括了此半導(dǎo)體裝置的制備方法。

一種含有金屬的半導(dǎo)體裝置，其特征在于：包括：半導(dǎo)體材料，在其中設(shè)置了多個(gè)薄層、多個(gè)線狀的金屬材料。所述的金屬材料周圍的半導(dǎo)體材料可以為第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料或者第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料。所述的金屬材料周圍的半導(dǎo)體材料可以包括不同種類型的半導(dǎo)體材料。所述的金屬材料與半導(dǎo)體材料之間可以形成歐姆接觸或者肖特基勢(shì)壘結(jié)。所述的在半導(dǎo)體材料中的多個(gè)薄層金屬材料，可以被平行放置在半導(dǎo)體材料中，金屬材料薄層與半導(dǎo)體材料薄層相互平行排列。所述的在半導(dǎo)體材料中的多個(gè)線狀金屬材料，可以為相互平行的金屬線。所述的在半導(dǎo)體材料中的多個(gè)線狀金屬材料，可以為網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。所述的在半導(dǎo)體材料中的多個(gè)線狀金屬材料，可以為多個(gè)相互平行的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

一種含有金屬的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：在半導(dǎo)體材料表面形成金屬層；進(jìn)行光刻腐蝕，去除部分金屬；進(jìn)行半導(dǎo)體材料淀積生長，形成新的半導(dǎo)體材料層；重復(fù)進(jìn)行一次或多次上述工藝過程。

由于金屬材料與半導(dǎo)體材料能級(jí)結(jié)構(gòu)的不同，在相互能級(jí)匹配下，不同形狀的金屬在半導(dǎo)體材料中可行形成量子阱、量子線。

對(duì)于N型半導(dǎo)體材料與薄層金屬材料可以形成電子阱，當(dāng)多個(gè)半導(dǎo)體材料層和金屬層相互排列起來，就可以形成超晶格鋸齒狀的電子導(dǎo)電的能級(jí)分布，從而影響半導(dǎo)體的裝置的導(dǎo)電特性。

對(duì)于P型半導(dǎo)體材料與薄層金屬材料可以形成空穴阱，當(dāng)多個(gè)半導(dǎo)體材料層和金屬層相互排列起來，就可以形成超晶格鋸齒狀的空穴導(dǎo)電的能級(jí)分布，從而影響半導(dǎo)體的裝置的導(dǎo)電特性。

對(duì)于在N型半導(dǎo)體材料中的線狀的金屬，當(dāng)金屬的費(fèi)米能級(jí)與半導(dǎo)體的費(fèi)米能相同或者相接近時(shí)，如果N型半導(dǎo)體材料為一個(gè)PN結(jié)的漂移區(qū)，那么金屬材料就可以是PN結(jié)少子注入條件下的電子和空穴的復(fù)合中心，從而本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置可以改變半導(dǎo)體材料電特性。

本發(fā)明包括含有金屬的半導(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。

附圖說明

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；

其中，

1、半導(dǎo)體硅材料；

2、層狀金屬材料；

3、線狀金屬材料；

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

圖1為本發(fā)明的一種含有金屬的半導(dǎo)體裝置，下面結(jié)合圖1詳細(xì)說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。

一種含有金屬的半導(dǎo)體裝置，包括：半導(dǎo)體硅材料1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E14/CM³；層狀金屬材料2，位于：半導(dǎo)體硅材料1中，為金屬鎳材料，厚度為0.2um。

其制作工藝包括如下步驟：

第一步，在半導(dǎo)體硅材料1表面蒸發(fā)形成金屬鎳層；

第二步，進(jìn)行光刻腐蝕，去除部分金屬鎳；

第三步，進(jìn)行半導(dǎo)體材料淀積生長，形成新的半導(dǎo)體材料層；

第四步，重復(fù)進(jìn)行一次上述工藝過程，如圖1所示。

實(shí)施例2

圖2為本發(fā)明的一種含有金屬的半導(dǎo)體裝置，下面結(jié)合圖2詳細(xì)說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。

一種含有金屬的半導(dǎo)體裝置，包括：半導(dǎo)體硅材料1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E14/CM³；線狀金屬材料2，位于：半導(dǎo)體硅材料1中，為金屬鎳材料，厚度為0.2um，寬度為0.4um。

其制作工藝包括如下步驟：

第一步，在半導(dǎo)體硅材料1表面蒸發(fā)形成金屬鎳層；

第二步，進(jìn)行光刻腐蝕，去除部分金屬鎳；

第三步，進(jìn)行半導(dǎo)體材料定向外延生長，形成新的半導(dǎo)體材料層；

第四步，重復(fù)進(jìn)行一次上述工藝過程，如圖2所示。