专利名称：一种具有导体的半导体装置及其制备方法
技术领域：
本发明涉及到一种具有导体的半导体装置，本发明还涉及具有导体的半导体装置的制备方法。本发明的半导体装置是制造功率器件和集成电路的基本结构。
背景技术：
半导体器件在人类社会中，扮演着越来越重要的角色，被广泛应用于照明、通信、计算机、汽车、工业电子设备等领域，是人类社会的基础性产品。传统半导体器件大量使用半导体材料、绝缘材料、PN结、肖特基结和MOS结构作为器件的基本单元，金属在半导体器件作为互连线或电极引线也被广泛应用。
发明内容
本发明将导体材料作为半导体器件基本单元提出一种具有导体的半导体装置及其制备方法。一种具有导体的半导体装置，其特征在于:包括:一层导体材料；在导体材料层的两侧附有半导体材料。所述的导体材料可以为金属材料。所述的导体材料层两侧的半导体材料可以为第一导电半导体材料。所述的导体材料层两侧的半导体材料可以为第二导电半导体材料。所述的导体材料层两侧的半导体材料可以相互为不同种类型的半导体材料。所述的导体材料与半导体材料可以形成欧姆接触。所述的导体材料与半导体材料之间可以形成肖特基势垒结。所述的导体材料与半导体材料之间也可以形成导体与半导体材料混合材料，形成肖特基势垒结。所述的一种具有导体的半导体装置的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:在半导体材料表面形成导体材料；在导体材料表面形成半种导体材料。一种具有导体的半导体装置，其特征在于:包括:一层半导体材料；在半导体材料层两侧附有导体材料；导体材料与半导体材料之间为肖特基势垒结。所述的导体材料可以为金属材料。所述的半导体材料可以为第一导电半导体材料。所述的半导体材料可以为第二导电半导体材料。所述的半导体材料可以为一个或多个第一导电半导体材料层与一个或多个第二导电半导体材料相互叠加形成的半导体层。所述的导体材料与半导体材料之间也可以形成导体与半导体材料混合材料，形成肖特基势垒结。所述的一种具有导体的半导体装置的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:在导体材料表面形成半导体材料；在半导体材料表面形成导体材料。一种具有导体的半导体装置，其特征在于:包括:一层导体材料；在导体材料的一侧附有一个或多个第一导电半导体材料层与一个或多个第二导电半导体材料相互叠加形成的半导体层；导体材料与半导体材料之间为肖特基势垒结。所述的导体材料可以为金属材料。所述的导体材料一侧半导体层可以为一层第一导电半导体材料与一层第二导电半导体材料相互叠加的半导体层。所述的导体材料一侧半导体层可以为一层第一导电半导体材料与两层第二导电半导体材料相互叠加的半导体层。所述的导体与半导体材料之间也可以形成导体与半导体材料混合材料，形成肖特基势垒结。所述的一种具有导体的半导体装置的制备方法，其特征在于:包括如下步骤:在半导体材料表面形成一层或多层半导体材料；在半导体材料表面形成导体材料。对于在导体材料层的两侧附有半导体材料半导体装置，当导体分别与N型半导体材料和P型半导体材料形成肖特基基势垒结，此半导体装置相当于两个肖特基结串联，形成正向导通反向截止的半导体装置，并且为单载流子器件，在N型半导体材料中载流子为电子，在P型半导体材料中载流子为空穴。对于在导体材料层的两侧附有半导体材料半导体装置，导体与半导体材料形成欧姆接触，导体将多个半导体区域形成统一的漂移区，因为是欧姆接触，在靠近导体的半导体材料具有薄的高浓度杂质掺杂区域。此半导体装置可以与PN结等半导体器件相连，形成具有多个分离的漂移区的半导体装置。对于在半导体材料层的两侧附有导体材料的半导体装置，两块导体分别与半导体材料形成肖特基基势垒结，此半导体装置相当于两个肖特基结背靠背串联，形成正反向截止的半导体装置，并且为单载流子器件，在N型半导体材料中载流子为电子，在P型半导体材料中载流子为空穴。此半导体装置可以在半导体材料引入第三个电极或MOS的栅电极，形成三端器件。对于在导体材料的一侧附有一个或多个第一导电半导体材料层与一个或多个第二导电半导体材料相互叠加形成的半导体层的半导体装置，导体与半导体材料形成肖特基基势垒结，此半导体装置相当于一个肖特基结与多个PN结串联，形成具有截止功能的半导体装置。此半导体装置可以在半导体材料引入第三个电极或MOS的栅电极，形成三端器件。上述半导体装置可以应用功率器件，也可应用于集成电路。本发明包括具有导体的半导体装置的制备方法，可以实现上述半导体装置的生产制造。
图1为本发明的具有导体的半导体装置的一种剖面示意图；图2为本发明的具有导体的半导体装置的一种剖面示意图；图3为本发明的具有导体的半导体装置的一种剖面示意图。其中，1、衬底层；2、轻掺杂N型半导体硅材料；4、轻掺杂P型半导体硅材料；5、重掺杂P型半导体硅材料；6、肖特基势垒结；8、热氧化氧化层；9、势垒金属；10、表面金属层。
具体实施例方式实施例1图1为本发明的一种具有导体的半导体装置，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。一种具有导体的半导体装置，包括:衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E19/CM3，在衬底层I表面，通过表面金属层10引出电极；轻掺杂N型半导体娃材料2,位于衬底层I之上,为N传导类型的半导体娃材料,磷原子的掺杂浓度为1E15/CM3 ;势垒金属9，为肖特基势垒金属，位于轻掺杂N型半导体硅材料2之间；肖特基势垒结
6,位于轻掺杂N型半导体娃材料2表面,为半导体娃材料与势鱼金属形成的娃化物。其制作工艺包括如下步骤:第一步，在具有N型衬底层I的轻掺杂N型半导体硅材料2的表面，淀积势垒金属9，势垒金属为镍；第二步，进行淀积轻掺杂N型半导体硅材料2，进行淀积N型衬底层I ;第三步，在表面淀积表面金属层10，进行光刻腐蚀工艺，去除表面部分金属，如图1所示。实施例2图2为本发明的一种具有导体的半导体装置，下面结合图2详细说明本发明的半导体装置。一种具有导体的半导体装置，包括:轻掺杂N型半导体硅材料2，为N传导类型的半导体娃材料，磷原子的掺杂浓度为1E15/CM3 ;表面金属层10,位于器件表面，引出电极；肖特基势垒结6，位于轻掺杂N型半导体硅材料2表面，为半导体硅材料与势垒金属形成的硅化物。其制作工艺包括如下步骤:第一步，在轻掺杂N型半导体硅材料2的表面，淀积势垒金属9，势垒金属为镍，形成肖特基势垒结，去除金属镍；第二步，在表面淀积表面金属层10，进行光刻腐蚀工艺，去除表面部分金属，如图2所示。实施例3图3为本发明的一种具有导体的半导体装置，下面结合图3详细说明本发明的半导体装置。一种具有导体的半导体装置，包括:衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E19/CM3，在衬底层I表面，通过表面金属层10引出电极；轻掺杂N型半导体娃材料2,位于衬底层I之上,为N传导类型的半导体娃材料,磷原子的掺杂浓度为1E15/CM3 ;轻掺杂P型半导体硅材料4，位于轻掺杂P型半导体硅材料2之上，为N传导类型的半导体娃材料，硼原子的掺杂浓度为1E16/CM3 ;重掺杂P型半导体娃材料5,位于轻掺杂P型半导体硅材料4之上，为P传导类型的半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E18/CM3 ；肖特基势垒结6，位于轻掺杂P型半导体硅材料4表面，为半导体硅材料与势垒金属形成的硅化物；器件上表面覆盖有表面金属层10，分别为肖特基势垒结6和重掺杂P型半导体硅材料5引出电极。其制作工艺包括如下步骤:第一步，在具有N型衬底层I的轻掺杂N型半导体硅材料2的表面，淀积轻掺杂P型半导体硅材料4，在材料表面形成热氧化氧化层8。
第二步、光刻腐蚀，腐蚀特性区域热氧化氧化层8，注入硼杂质退火形成重掺杂P型半导体娃材料5 ；第三步，光刻腐蚀，腐蚀特性区域热氧化氧化层8，进行淀积势垒金属9，势垒金属为镍，形成肖特基势垒结，去除金属镍；第四步，在表面淀积表面金属层10，进行光刻腐蚀工艺，去除表面部分金属，分别为肖特基势垒结6和重掺杂P型半导体硅材料5引出电极，如图3所示。通过上述实例阐述了本发明，同时也可以采用其它实例实现本发明，本发明不局限于上述具体实例，因此本发明由所附权利要求范围限定。
权利要求
1.一种具有导体的半导体装置，其特征在于:包括: 一层导体材料； 在导体材料层的两侧附有半导体材料。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料可以为金属材料。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料两侧的半导体材料可以为第一导电半导体材料。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料两侧的半导体材料可以为第二导电半导体材料。
5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料两侧的半导体材料可以相互为不同种类型的半导体材料。
6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料与半导体材料可以形成欧姆接触。
7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料与半导体材料之间可以形成肖特基势垒结。
8.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料与半导体材料之间也可以形成导体与半导体材料混合材料，形成肖特基势垒结。
9.一种具有导体的半导体装置，其特征在于:包括: 一层半导体材料； 在半导体材料层两侧附有导体材料； 导体材料与半导体材料之间为肖特基势垒结。
10.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料可以为金属材料。
11.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于:所述的半导体材料可以为第一导电半导体材料。
12.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于:所述的半导体材料可以为第二导电半导体材料。
13.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于:所述的半导体材料可以为一个或多个第一导电半导体材料层与一个或多个第二导电半导体材料相互叠加形成的半导体层。
14.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料与半导体材料之间也可以形成导体与半导体材料混合材料，形成肖特基势垒结。
15.一种具有导体的半导体装置，其特征在于:包括: 一层导体材料； 在导体材料的一侧附有一个或多个第一导电半导体材料层与一个或多个第二导电半导体材料相互叠加形成的半导体层； 导体材料与半导体材料之间为肖特基势垒结。
16.如权利要求15所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料可以为金属材料。
17.如权利要求15所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料一侧半导体层可以为一层第一导电半导体材料与一层第二导电半导体材料相互叠加的半导体层。
18.如权利要求15所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体材料一侧半导体层可以为一层第一导电半导体材料与两层第二导电半导体材料相互叠加的半导体层。
19.如权利要求15所述的半导体装置，其特征在于:所述的导体与半导体材料之间也可以形成导体材料与半导体材料混合材料，形成肖特基势垒结。
20.如权利要求1所述的一种具有导体的半导体装置的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)在半导体材料表面形成导体材料； 2)在导体材料表面形成半种导体材料。
21.如权利要求9所述的一种具有导体的半导体装置的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)在导体材料表面形成半导体材料； 2)在半导体材料表面形成导体材料。
22.如权利要求15所述的一种具有导体的半导体装置的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 1)在半导体材料表面形成一层或多层半导体材料； 2)在半导体材 料表面形成导体材料。
全文摘要
本发明将导体材料作为半导体器件基本单元提出一种具有导体的半导体装置及其制备方法。将导体与半导体材料形成的肖特基势垒结和欧姆接触应用在器件结构内，形成新颖的半导体装置，本发明的半导体装置是制造功率器件和集成电路的基本结构。
文档编号H01L27/02GK103208490SQ20121000780
公开日2013年7月17日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者朱江, 盛况 申请人:朱江, 盛况