[發明專利]歐姆接觸結構與具有該歐姆接觸結構的半導體元件

在審

• 申請號: 201310424937.7
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN104465729A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 邱建維;廖庭維;管杰雄;黃宗義;楊宗諭
• 申請（專利權）人: 立锜科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/45
• 分類號: H01L29/45
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳肖梅;謝麗娜

技術領域

本發明涉及一種歐姆接觸結構與具有該歐姆接觸結構的半導體元件，特別為利用多個微結構以降低形成歐姆接觸(ohmic?contact)所需熱處理溫度的一種歐姆接觸結構與具有該歐姆接觸結構的半導體元件。

背景技術

圖1顯示一傳統歐姆接觸結構10，其中半導體基板11可包含導電型雜質，例如P型或N型雜質。半導體基板11上設置一導電層13，且導電層13與半導體基板11形成歐姆接觸。其中，導電層13可為金屬、金屬化合物、導電高分子或多晶硅等導電材料制成以耦接于外部電路。

為導電層13與半導體基板11之間能形成歐姆接觸，現有技術使用高溫的熱退火（thermal?anneal）制程，此高溫制程溫度可能高達850℃或還高(例如當導電層13為鈦或鋁)。高溫的熱退火的過程可能會改變原本半導體的雜質濃度分布或結晶結構等，導致不可預期的結果，故高溫敏感的制程須安排在較后制程。此外，制程設備也可能因此高溫需求而受限，須具備高溫制程能力。故高溫的熱退火造成許多不便，如何避免高溫的熱退火制程所造成的風險，并能兼顧導電層13與半導體基板11間的歐姆接觸質量要求，為一重要技術需求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足與缺陷，提出一種歐姆接觸結構與具有該歐姆接觸結構的半導體元件，以避免高溫的熱退火制程所造成的風險，并能兼顧導電層與半導體基板間的歐姆接觸質量要求。

為達上述目的，就其中一個觀點，本發明提供一種歐姆接觸結構，包含一半導體基板、多個微結構、以及一導電層。半導體基板具一頂面。多個微結構設置于頂面上。導電層設置于多個微結構上。其中，導電層與半導體基板形成一歐姆接觸。

一實施例中，微結構為微孔洞或微突狀物，微孔洞或微突狀物的尺徑小于10微米(μm)。一實施例中，其中微結構的幾何形狀為圓柱形、方柱形、或錐形等。又一實施例中，其中多個微結構為陣列或比例方式分布于頂面上。

一實施例中，歐姆接觸結構的導電層可還包含一緩沖層，設置于半導體基板上，且部分緩沖層填入或包覆該些微結構以密貼于該頂面。

一實施例中，導電層為一第一金屬、第一金屬化合物、導電高分子或多晶硅等導電材料制成。另一實施例中，其中緩沖層的材料可為周期表IV族元素、IV族元素的混合物、IV族元素的化合物、第二金屬、第二金屬的混合物、或第二金屬的化合物所構成。

一實施例中，導電層又包含一阻障層，阻障層由一第三金屬、第三金屬的混合物、或第三金屬化合物所制成，設置于該緩沖層上。

一實施例中，半導體結構經過熱退火后，通過緩沖層與半導體基板間的熔融合金或摻雜作用，以形成歐姆接觸。

為達上述目的，就其中一個觀點，本發明提供一種半導體元件，包含：一歐姆接觸結構，包括：一半導體基板，具一頂面；多個微結構，設置于該頂面上；以及一第一導電層，設置于該多個微結構上；其中，該第一導電層與該半導體基板形成一歐姆接觸；一電流流入端，與該導電層電連接；以及一電流流出端，與一第二導電層電連接，其中該第二導電層與該半導體基板形成歐姆接觸。

下面通過具體實施例詳加說明，當還容易了解本發明的目的、技術內容、特點及其所達成的功效。

附圖說明

圖1顯示現有技術的歐姆接觸結構；

圖2A、2B、2C顯示根據本發明的三較佳實施例的歐姆接觸結構；

圖3顯示鍺熔點與表面體積比的關系；

圖4、5顯示根據本發明的較佳實施例的歐姆接觸結構；

圖6顯示根據本發明另一個觀點的半導體元件。

圖中符號說明

10??????????????傳統歐姆接觸結構

11、21??????????半導體基板

13、23、24??????導電層

25??????????????電流流入端

27??????????????電流流出端

20、30、40、50??歐姆接觸結構

22??????????????阻障層

211、221????????頂面

2111、2211??????微結構

22??????????????緩沖層

44??????????????阻障層

S1、S2??????????曲線

具體實施方式