用于处理半导体器件的方法和半导体器件的制作方法
【技术领域】
[0001]各个实施例涉及用于处理半导体器件的方法和半导体器件。
【背景技术】
[0002]在半导体和金属化之间的界面处，所谓的肖特基接触或肖特基势皇可以形成。肖特基接触可能引起明显增加的泄漏电流，因为肖特基接触在特定操作条件下可以注入自由电荷载流子。通过使用具有低肖特基势皇的金属化，可以避免或减小前面提到的影响。然而，用于金属化的合适材料的数量可能是有限的。可以期望提供避免或基本上减小前面提到的影响而同时在可以用作金属化的材料方面增加灵活性的半导体-金属化界面。
【发明内容】
[0003]根据各个实施例，一种用于处理半导体器件的方法可以包括:在半导体本体上方沉积第一金属化材料；执行加热工艺以便在半导体本体中形成包括第一金属化材料和半导体本体的材料的共晶的至少一个区域；以及在半导体本体上方沉积第二金属化材料以便通过在半导体本体中的所述至少一个区域接触半导体本体。
[0004]根据各个实施例，一种用于处理半导体器件的方法可以包括:在半导体本体上方沉积第一金属化材料；执行加热工艺以便在半导体本体中由第一金属化材料和半导体本体的材料形成至少一个尖刺形(spike-shaped)区域；以及在半导体本体上方沉积第二金属化材料以便通过在半导体本体中的所述至少一个尖刺形区域接触半导体本体。
[0005]根据各个实施例，一种半导体器件可以包括:半导体本体；在半导体本体中的包括第一金属化材料和半导体本体的材料的共晶的至少一个区域；以及设置在半导体本体上方并且与半导体本体中的所述至少一个区域接触的第二金属化材料。
【附图说明】
[0006]在图中，贯穿不同的视图，相似的参考标记一般指的是相同的部分。各图不必要按比例，而是一般将重点放置在说明本发明的原理上。在下面的描述中，参照下面的附图来描述本发明的各个实施例，在附图中:
图1示出根据各个实施例的用于处理半导体器件的方法；
图2示出根据各个实施例的用于处理半导体器件的方法；
图3A-3F是图示根据各个实施例的用于处理半导体器件的方法的各种视图；
图4A-4H是图示根据各个实施例的用于处理半导体器件的方法的各种视图；以及图5A-f5D是图示根据各个实施例的用于处理半导体器件的方法中的处理阶段的各种视图。
【具体实施方式】
[0007]下面的详细描述参照附图，所述附图借助例证示出其中本发明可以被实践的实施例和具体细节。这些实施例被足够详细地描述以使得本领域技术人员能够实践本发明。可以利用其它实施例并且可以在不脱离本发明的范围的情况下做出结构、逻辑和电气改变。各个实施例不必要相互排斥，因为一些实施例可以与一个或多个其它实施例组合以形成新的实施例。关于方法描述了各个实施例并且关于器件描述了各个实施例。然而，可以理解关于方法描述的实施例可以类似地应用于器件，并且反之亦然。
[0008]词〃示例性的〃在本文被用来表示〃充当实例，例子，或者例证〃的意思。在本文被描述为"示例性的"的任何实施例或者设计不必要解释为比其它实施例或者设计优选或者有利。
[0009]术语“至少一个”和“一个或多个”可以被理解为包括大于或等于I的任何整数，即 1、2、3、4、......等。
[0010]术语“多个”可以被理解为包括大于或等于2的任何整数，即2、3、4、5.......等。
[0011]在本文用于描述在侧面或表面“上方”形成特征(例如层)的词语“在……上方”可以用于意指该特征(例如该层)可以“直接”形成在暗指的侧面或表面“上”，例如与暗指的侧面或表面直接接触。在本文用于描述在侧面或表面“上方”形成特征(例如层)的词语“上方”可以用于意指该特征(例如该层)可以“间接”形成在暗指的侧面或表面“上”，其中一个或多个附加层被布置在暗指的侧面或表面和所形成的层之间。
[0012]以类似的方式，在本文用于描述设置在另一特征上方的特征(例如“覆盖”侧面或者表面的层)的词语“覆盖”，可以被用来意指该特征(例如该层)可以被设置在暗指的侧面或者表面上方，并且与暗指的侧面或者表面直接接触。在本文用于描述设置在另一特征上方的特征(例如“覆盖”侧面或者表面的层)的词语“覆盖”，可以被用来意指该特征(例如该层)可以被设置在暗指的侧面或者表面上方，并且与暗指的侧面或者表面间接接触，其中一个或多个附加层被布置在暗指的侧面或表面和覆盖层之间。
[0013]术语“耦合”或“连接”可以被理解为包括直接“耦合”或“连接”的情况以及间接“耦合”或“连接”的情况两者。
[0014]在一个或多个实施例中，如在本文使用的术语“肖特基接触”可以包括或者可以指的是展示电流整流行为的金属-半导体接触或结(例如金属和掺杂的半导体之间的接触或结)。
[0015]在一个或多个实施例中，如在本文使用的术语“肖特基势皇”可以包括或者可以指的是对形成在肖特基接触处的电荷载流子(例如电子)的势能势皇。
[0016]在一个或多个实施例中，如在本文使用的术语“欧姆接触”可以包括或者可以指的是具有线性或至少基本上为线性的电流-电压(1-V)曲线(如与欧姆定律一样)的非整流结，例如电气结。通过对比，没有示范线性ι-v曲线的结或接触可以称为非欧姆的。肖特基势皇可以是非欧姆接触的实例。在一个或多个实施例中，术语“欧姆接触”可以包括或者可以指的是在没有整流或者在基本上没有整流的情况下(例如由于其肖特基势皇太低)沿两个方向传导电流的金属-半导体结。
[0017]在一个或多个实施例中，如在本文使用的术语“共晶”或“共晶系统”可以包括或者可以指的是化学化合物或具有单一化学成分的元素的混合物，其在比由相同组成部分构成的任何其他成分低的温度下凝固。该成分可以被称为共晶成分并且其凝固所处的温度可以称为共晶温度。
[0018]已经证明，明显增加的泄漏电流可借助于在半导体层和金属化层之间的不期望的肖特基接触而发生，因为在特定操作条件下，肖特基接触可以注入自由电荷载流子，其可能是不期望的。通过使用具有低的或者可忽略的肖特基势皇的金属化(例如，诸如铝)，通常可以避免前面提到的问题。然而，合适材料的选择可以以这种方式被严格限制。
[0019]使用具有非常好的热导率和高热容量的金属通常可以对于更好的热消散或者还对于提供增加的热容量是期望的。在该上下文中可能是合适的典型金属可以例如是铜，其中势皇层(诸如，例如TiW、TiN、TiWN、Ru或TaN，或其组合)通常被另外插入在半导体层和铜金属化之间。特别地，这种势皇层可能导致针对η掺杂和P掺杂的半导体层(例如硅层)的肖特基接触，如果没有提供邻近半导体层的足够高掺杂的话。还可能有用的是使用仅在相对高的温度下熔化的金属以便增强半导体器件的鲁棒性，因为由于相对高的熔点，可以避免金属化与半导体层在局部温度增加(例如由于在关断、短路或宇宙辐射事件期间的电流成丝(current filamentat1n)引起的)时的局部合金化。
[0020]图1示出根据各个实施例的用于处理半导体器件的方法100。
[0021]方法100可以包括:在半导体本体上方沉积第一金属化材料(在102中);执行加热工艺以便在半导体本体中形成包括第一金属化材料和半导体本体的材料的共晶的至少一个区域(在104中)；以及在半导体本体上方沉积第二金属化材料以便通过在半导体本体中的所述至少一个区域接触半导体本体(在106中)。
[0022]在一个或多个实施例中，半导体本体可以包括至少一个半导体层。
[0023]在一个或多个实施例中，半导体本体可以包括包含多个半导体层(例如至少两个不同掺杂类型和/或浓度的半导体层)的层堆叠。
[0024]在一个或多个实施例中，执行加热工艺以便在半导体本体中形成至少一个区域可以包括:执行加热工艺以便在半导体本体中形成包括第一金属化材料和半导体本体的材料的共晶的至少一个尖刺形区域。换句话说，形成在半导体本体中的所述至少一个区域可以具有尖刺形状或尖刺状形状。
[0025]在一个或多个实施例中，执行加热工艺以便在半导体本体中形成至少一个区域可以包括:执行加热工艺以便在半导体本体中形成包括第一金属化材料和半导体本体的材料的共晶的多个尖刺形区域。
[0026]在一个或多个实施例中，所述至少一个区域(例如尖刺形区域)可以从半导体本体的表面延伸到半导体本体中。在一个或多个实施例中，所述表面可以是面对沉积的第一金属化材料的表面。
[0027]在一个或多个实施例中，所述至少一个区域(例如尖刺形区域)可以延伸到约50nm到约I μπι的深度，其是从半导体本体的表面测量的，例如在一个或多个实施例中延伸到约100 nm到约I μπι的深度，例如在一个或多个实施例中延伸到约100 nm到约600 nm的深度，例如在一个或多个实施例中延伸到约200 nm到约600 nm的深度。
[0028]在一个或多个实施例中，所述至少一个区域(例如尖刺形区域)可以具有最接近半导体本体的表面的第一直径和远离半导体本体的表面的第二直径，其中第一直径可以大于第二直径。
[0029]在一个或多个实施例中，在半导体本体的表面处或者最接近半导体本体的表面的所述至少一个区域(例如尖刺形区域)的直径可以在从约200 nm到约2 μπι的范围内，例如在从约400 nm到约1.5 μ m的范围内，例如在从约600 nm到约2 μ m的范围内。
[0030]在一个或多个实施例中，在所述多个尖刺形区域中的至少两个相邻的尖刺形区域之间的距离可以在从约I μπι到约100 μπι的范围内，例如在从约3 μπι到约15 μπι的范围内。
[0031]在一个或多个实施例中，所述多个尖刺形区域的密度可以在从约每100 μπι2 5个尖刺到约每100 μ m2 100个尖刺的范围内，例如在从约每100 μ m2 10个尖刺到约每100 μ m250个尖刺的范围内，例如在从约每100 μ m2 20个尖刺到约每100 μ m2 100个尖刺的范围内，例如在从约每10ym2 5个尖刺到约20 μ m2的范围内。在一个或多个实施例中，术语“密度”可以指的是半导体本体的每一表面单位面积的尖刺形区域的数目。
[0032]在一个或多个实施例中，所述方法还可以包括在执行加热工艺之后以及在沉积第二金属化材料之前从半导体本体上方去除第一金属化材料的残留物。
[0033]在一个或多个实施例中，第一金属化材料可以包括或者可以是在小于或等于约600 0C的温度下与半导体本体的材料形成共晶的材料。
[0034]在一个或多个实施例中，第一金属化材料可以具有低于第二金属化材料的功函数。
[0035]在一个或多个实施例中，第一金属化材料可以具有小于