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半導(dǎo)體器件用的保護層的制作方法

文檔序號:6846719閱讀:283來源:國知局
專利名稱:半導(dǎo)體器件用的保護層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
和現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件,包括至少一個第一半導(dǎo)體層和施加在該第一層的至少一表面部分上的用于保護該器件的第二層,所述保護層是由其價帶和導(dǎo)帶之間的能隙比形成所述第一層的第一材料更大的第二材料形成的。
所有類型的半導(dǎo)體器件包括例如不同類型的二極管、晶體管和閘流晶體管。此處“半導(dǎo)體器件”一詞含義非常廣泛,不止覆蓋這個詞通常的含義,也包括集成電路和多片組件(MCM)。另外“保護”一詞包括不同類型的保護,例如防備高電場、潮濕、機械損壞、化學反應(yīng)等,從而該詞包括“隔離”、“鈍化”和通常使用的“保護”。
因此本發(fā)明不限于半導(dǎo)體器件的鈍化,也不限于這種器件的任何典型工作溫度,但是以下本發(fā)明將特別全面的討論用于高溫操作的半導(dǎo)體器件鈍化時所引起的問題,用來進行說明,但這絕對不是對本發(fā)明的限制。
半導(dǎo)體器件的鈍化是針對不同原因的,可以使用不同的方法,關(guān)鍵是為了器件的可靠操作。它可以由一個或幾個相同或不同隔絕材料的層構(gòu)成。鈍化的主要功能是穩(wěn)定和改善電子或光電子設(shè)備性能。另一個功能是用作鈍態(tài)涂層保護和將該器件與周圍環(huán)境隔開,特別是防止會損壞半導(dǎo)體層的潮濕和離子遷移。為了實現(xiàn)這一點,對好的鈍化材料就同時提出了以下幾個要求它應(yīng)當與用在半導(dǎo)體表面區(qū)域的其它措施一起穩(wěn)定該器件的表面區(qū)域。其它措施涉及用于通過控制在半導(dǎo)體的表層區(qū)內(nèi)的摻雜以及某些時候半導(dǎo)體表面的結(jié)構(gòu)和化學特性或它的形態(tài)來控制和降低電場和泄漏電流的不同技術(shù)。它有助于消除和減少在器件工作期間其表面區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的電場。應(yīng)當通過存在有效的擴散阻擋層(diffusion barrier)來防止潮濕和各種離子到達該表面。靠近半導(dǎo)體層的所述第二層和半導(dǎo)體層之間的化學鍵合應(yīng)當不會引入它自己的界面電荷,隔離體也應(yīng)當沒有流動電荷和極化效應(yīng)。如果可能,鈍化應(yīng)當將器件與電場和在周圍環(huán)境中靜電放電產(chǎn)生的電荷屏蔽開。鈍化層也應(yīng)當為器件表面提供機械保護。
為了實現(xiàn)這一切,鈍化層的材料應(yīng)當具有高電阻率和高擊穿強度以及低密度的淺和深能級(level)的界面和大批陷阱。淺中央作為摻雜能級,并可以降低層的電阻率,深中央可以提高鈍化層的準永久充電。
對于希望用于高溫操作的半導(dǎo)體器件來說,對保護、鈍化或隔絕層提出的要求特別嚴格。這種層應(yīng)當對基片(半導(dǎo)體層)具有好的粘性,并與基片是結(jié)構(gòu)兼容的。在工作溫度范圍內(nèi),鈍化層性能應(yīng)當對溫度的依賴性盡可能小。該層應(yīng)當在高溫維持高電阻率和高擊穿強度。需要半導(dǎo)體層材料和鈍化層材料之間的熱膨脹系數(shù)緊密配合,以防止半導(dǎo)體內(nèi)應(yīng)力集中。另外在溫度變化時保護層也可以“放開掌握”使半導(dǎo)體層離開并且至少可以部分的從后者脫開。鈍化層在器件的整個工作范圍內(nèi)應(yīng)當是機械、熱和化學穩(wěn)定的。另外鈍化層應(yīng)當具有好的導(dǎo)熱性。如果這種鈍化層也能夠?qū)Νh(huán)境影響是非常穩(wěn)定的,那么就因減輕了密封包裝的需求而開辟了極大簡化封裝問題的可能性。
同樣優(yōu)選的是,這種鈍化層可以在低處理溫度下制造,同時在沉積過程中只允許低能粒子例如離子、光子或電子轟擊半導(dǎo)體層。
另外本發(fā)明涉及以所有類型半導(dǎo)體材料作為所述第一材料的半導(dǎo)體器件,但是尤其涉及作為這種半導(dǎo)體材料的SiC所采用的鈍化,從而可以特別利用SiC的性能以抵抗高溫和高擊穿電場。對于SiC的鈍化半導(dǎo)體器件,已經(jīng)知道采用熱二氧化硅與氮化硅層或經(jīng)CVD(化學氣相沉積)產(chǎn)生的厚二氧化硅層結(jié)合使用。但是二氧化硅對于碳化硅來說不是令人滿意的鈍化材料,尤其在高溫時不是。原因有兩點。一是二氧化硅和碳化硅的擊穿電場之間的較低比值,它與這兩種材料的絕緣系數(shù)之間的關(guān)系相結(jié)合,使得當碳化硅中的電場接近它的最大值時,二氧化硅中的電場只達到約小于最佳質(zhì)量二氧化硅臨界擊穿電場的一半。第二是因為二氧化硅和碳化硅之間較小的能量勢壘,它增加了電荷注入的可能性。這兩個因素結(jié)合導(dǎo)致了在高溫下二氧化硅的絕緣強度和可靠性急劇下降。另外,在SiC上生長的二氧化硅被未除去的碳所污染,它的結(jié)構(gòu)也可能被揮發(fā)的碳化合物所干擾,在形成中留下氧化物,例如CO和CO2。
二氧化硅之外的其它材料,例如具有大致單晶結(jié)構(gòu)的大致單晶的A1N(PCT/SE95/01596),也已提出被用作SiC器件的鈍化。但是這些材料具有應(yīng)力集中的危險,因此在界面處的晶格匹配不是近乎完美的。
本發(fā)明的這一目的是通過提供這樣一種半導(dǎo)體器件實現(xiàn)的,其中所述第二材料通過由尺寸小于100nm且在室溫下的電阻率大于1×1010Ωcm的晶粒構(gòu)成而在所述保護層至少一部分中具有納米晶體和無定形結(jié)構(gòu)。
所述第二材料的納米晶體和無定形結(jié)構(gòu)使得保護層與所述第一半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)調(diào)整變得容易,防止產(chǎn)生機械應(yīng)力而導(dǎo)致不好的粘結(jié)、發(fā)生電子界面狀態(tài)的高度集中而引起充電現(xiàn)象和不穩(wěn)定、以及對機械和熱應(yīng)力的抵抗降低而引起例如小裂紋。另外,納米晶體和無定形結(jié)構(gòu)可降低構(gòu)成晶體結(jié)構(gòu)中嚴重結(jié)構(gòu)缺陷的顆粒邊界對層性能的影響。所述納米晶體和無定形結(jié)構(gòu)的另一個優(yōu)點是它可以在比單晶結(jié)構(gòu)低許多的溫度下獲得,例如在25℃的活性脈沖等離子法(RPP)或低于500℃的射頻等離子法(RFP)。這兩種等離子方法可以在同一個生長和沉積過程中結(jié)合使用。該過程的重要特征在于特殊的處理條件以及為了獲得最理想的效果所需要的用于預(yù)清潔和預(yù)蝕刻的原位基片制備程序。
本發(fā)明的另一個目的是提供在前言中限定的半導(dǎo)體器件,它帶有在不同溫度下尤其是高溫例如SiC的可能工作溫度(高達900℃)下熱穩(wěn)定的保護層,該保護層能抵抗接近SiC物理極限的擊穿電場(1-2MV/cm)。
根據(jù)本發(fā)明這一目的是通過提供這樣一種半導(dǎo)體器件實現(xiàn)的,其中所述第二材料至少在一部分所述保護層中具有納米晶體和/或無定形結(jié)構(gòu),其中納米晶體結(jié)構(gòu)被定義為由尺寸小于100nm的晶粒構(gòu)成,并且所述第二材料是以下化合物組中的任何一種或其結(jié)合AlN,GaN,CN,BN和NCD(納米晶體金剛石)。
用于保護層的這種第二材料意味著對SiC表面在高溫下的良好粘性,良好的機械性能和良好的絕緣性能。它也可以通過所述的沉積技術(shù)(RPP和RFP)在低溫范圍下產(chǎn)生。因此,第二材料對于半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)調(diào)整就因為無定形和/或納米晶體結(jié)構(gòu)變得容易,防止在兩個層之間產(chǎn)生機械應(yīng)力而導(dǎo)致上述的許多問題。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案,采用所述第一材料來通過使其在至少200℃下電穩(wěn)定而使得該溫度成為該半導(dǎo)體器件的工作溫度。特別是,所述第二材料的納米晶體和/或無定形結(jié)構(gòu)的性質(zhì)使得它非常適合于這種高溫操作應(yīng)用,因為它會由于在半導(dǎo)體材料和所述第二材料之間的熱膨脹系數(shù)略有差別而抵消在高溫下粘合不好的問題。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方案,所述第一材料是SiC。本發(fā)明特別適用于以SiC作為半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體器件,因為所述第二層用的材料的性質(zhì)對于利用SiC的性質(zhì)來抵抗高溫和高電場的應(yīng)用來說是特別有利的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方案,所述保護層包括至少兩個子層,即形成與所述第一半導(dǎo)體層的界面的薄的多晶或單晶的第一子層,以及在其上面的較厚的納米晶體和/或無定形的第二子層?!氨 贝颂巸?yōu)選是指幾個原子層的厚度。當在半導(dǎo)體材料和用作所述薄子層的材料之間可以獲得非常好的晶格匹配時,這種比保護層其余部分具有更高的晶體質(zhì)量的薄層可能是令人感興趣的,并且即使采用低溫沉積技術(shù)以在保護層的體積中產(chǎn)生納米晶體或無定形結(jié)構(gòu),這種材料也可以自動的生成。
這種具有更高結(jié)晶質(zhì)量(或晶態(tài))的薄層可以是SiC、AlN、CN、BN或金剛石。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方案,所述保護層包括至少兩個子層,即形成與所述第一半導(dǎo)體層的界面的薄的無定形的第一子層,以及在其上面的較厚的納米晶體和/或無定形的第二子層?!氨 贝颂巸?yōu)選是指幾個原子層的厚度。
這種薄的無定形層具有的結(jié)構(gòu)組成可以描述為由以下化合物或其結(jié)合構(gòu)成,包括SiO2、SiO、SiON、SiN,在最簡單的情況下是二氧化硅或氧氮化硅或氮化硅。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方案,所述保護層包括至少兩個子層,即形成與所述第一半導(dǎo)體層的界面的薄的單晶或無定形的第一子層,以及在其上面的較厚的納米晶體和/或無定形的第二子層?!氨 贝颂巸?yōu)選是指1-15nm厚度。這種具有比SiC高的帶隙的薄層會在SiC和所述第二子層之間構(gòu)成電荷載流子的隧道勢壘。第一子層的作用是提供與SiC的良好和穩(wěn)定的界面,其特征在于低密度的界面態(tài)。同時第二子層的作用是轉(zhuǎn)移走或中和隧道貫穿勢壘的電荷載流子。因為事實上電荷是隧道貫穿第一子層的,所以它不與第一子層按照該層是厚的并且因傳導(dǎo)而發(fā)生通過該層的傳輸時它可能的方式產(chǎn)生相互作用。這意味著在第一子層中沒有電荷俘獲,鈍化的電荷狀態(tài)主要由第二子層控制。
這種薄的第一子層可以是SiO2、SiC、AlN、BN、CN或(C)金剛石,或金屬氧化物例如Al2O3、Ta2O5、TiO、TiO2、MgO。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方案,保護層的主要部分具有納米晶體和/或無定形結(jié)構(gòu)。因此,基本上整個保護層是純粹的無定形、純粹的納米晶體或其結(jié)合,這使得它非常適用于作為整個器件特別是多片組件和集成電路的封裝。因此,這種保護層會將這種器件和電子回路的活性部分與周圍環(huán)境有效地屏蔽開,這對于要用在高溫操作以及用在高溫操作連同對半導(dǎo)體器件和金屬內(nèi)連接是破壞性的不友好環(huán)境內(nèi)的器件來說是特別感興趣的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方案,所述器件具有適用于在所述器件的阻斷狀態(tài)中保持電壓的結(jié)點,而且所述保護層適于鈍化所述結(jié)點,該接點可以是pn-結(jié),但是也可以是Schottky結(jié)。這與上述化合物組結(jié)合是特別有利的,因為在那些材料中產(chǎn)生的電場會比它們的臨界電場明顯低,當與抵抗非常高的電場的SiC結(jié)合使用時也是這樣。界面狀態(tài)的低密度會有助于有效鈍化用于高電場的這種結(jié)的可能性。
本發(fā)明的其它優(yōu)點和有利的特征將從以下的描述和獨立中更加清楚。
優(yōu)選實施方案的詳細說明

圖1以可以使用本發(fā)明的器件的非限制性實例的方式,表示了帶有四個SiC半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體二極管,即p-型的非常高度摻雜的第一層1、p-型的高度摻雜的第二層2、N-型的輕度摻雜的第三層3以及N-型的高度摻雜的第四層4。這四個層按所述的順序疊加。該器件也具有歐姆金屬觸點5,設(shè)置在首先提到的層頂部分上,形成二極管的陽極,并具有第二歐姆金屬觸點6,設(shè)置成與層4相接觸并形成二極管的陰極。層1和層4分別用于與金屬觸點5和6形成良好的接觸。二極管被封裝,層2和3之間的pn-結(jié)7被覆蓋除觸點5和6之外的整個器件的保護層8鈍化。該器件可以按照已知的生長和蝕刻技術(shù)來制造。在傳統(tǒng)的方式中,該器件在正電壓被施加在與P型層相接觸的金屬觸點5時是導(dǎo)通的,而當相對于第二觸點6的電勢將負電壓施加在該觸點時該器件是阻斷的。在器件的阻斷狀態(tài),電場會集中在PN-結(jié)7上,在該區(qū)域的鈍化需求是最高的,以使得該器件可以抵抗盡可能高的電場而不會有任何擊穿。
此處器件的半導(dǎo)體層1-4由SiC制成。利用等離子輔助的低處理溫度的化學沉積技術(shù),將保護層8沉積在SiC層的外周表面上,例如使用無毒材料源的活性脈沖等離子法(RPP)(25℃)或射頻等離子法(RFP)(<500℃)?;衔顰lN、GaN、CN、BN、NCD(納米晶體金剛石)或金屬氧化物如Al2O3、Ta2O5、TiO、TiO2、MgO中任一種或其結(jié)合的材料的無定形或納米結(jié)晶層8是按照這種方式形成的。選擇這些化合物中的材料是必要的,從而其價帶和導(dǎo)帶之間的能隙會明顯大于半導(dǎo)體材料的,在這種情況下是SiC的。最重要的是指出,等離子沉積方法允許選擇寬范圍的沉積參數(shù)以及通過清潔和蝕刻而原位制備基片,以確保鈍化層和基片之間的最佳可能的界面,其特征在于良好的粘合性和良好的電性能。這在雙元素基片例如SiC和GaAs的情況下特別重要,已經(jīng)知道在這種基片上難以生長出具有良好絕緣性和化學性質(zhì)的絕緣層。
圖2中表示保護層8是如何由兩個子層即形成與半導(dǎo)體層的界面并且厚度只有幾個原子層厚的非常薄的第一層9和其上面的較厚的第二子層10構(gòu)成的,該第二層負責層8的保護任務(wù),厚度為幾μm。當采用上述的低處理溫度沉積方法沉積能與SiC形成非常好的晶格匹配的材料例如AlN時,子層9會自動形成,其中AlN具有單晶形式的2H結(jié)構(gòu),會在給定的取向下與所有類型的SiC多型體例如立方體和六角形相匹配,并且它具有良好的晶格匹配,失配只有0.7%。但在距離界面更遠處會形成納米或接近無定形的結(jié)構(gòu),其中納米晶體被定義為由尺寸小于100nm的晶粒構(gòu)成。另外,保護層8的材料在室溫下的電阻率大于1×1010Ωcm。保護層8的主要部分的無定形和/或納米晶體結(jié)構(gòu)形成了與晶體或多晶材料相比的優(yōu)勢。保護層8與半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)調(diào)整是容易的,可防止產(chǎn)生機械應(yīng)力而導(dǎo)致不好的粘結(jié)、發(fā)生電界面狀態(tài)的高度集中而引起充電現(xiàn)象和不穩(wěn)定、以及對機械和熱應(yīng)力的抵抗力降低而引起例如小裂紋。另外,納米晶體和/或無定形結(jié)構(gòu)可降低顆粒邊界構(gòu)成的晶體結(jié)構(gòu)中嚴重結(jié)構(gòu)缺陷的集中。這些特征使得保護層8適用于主要處于極限條件的半導(dǎo)體器件,例如在高溫環(huán)境中或是當器件的能量損耗高使得該器件本身產(chǎn)生高溫,例如高切換頻率或當操縱高功率時,以及在器件的阻斷狀態(tài)的高壓時。
圖3表示半導(dǎo)體層2和鈍化層8之間的界面11處電場發(fā)生了什么情況。它由兩個不同的箭頭12和13表示在界面處電場改變,這種變化是由于兩個層的不同介電常數(shù)而導(dǎo)致的。
以下關(guān)系式是有效的ε2×E2=ε8×E8。
這對于介電常數(shù)分別為10和4的碳化硅和SiO2的結(jié)合來說,意味著當SiC層中的電場是2MV/cm(接近SiC的最大值)時,SiO2層8中的電場是5MV/cm,即最佳質(zhì)量SiO2的臨界擊穿電場的一半。但是例如AlN具有的介電常數(shù)是8,從而在SiC中的給定電場處,其中的電場會更低。
因此,即使對于保護層來說選擇具有與其晶體外觀中的SiC的晶格常數(shù)有很大不同的材料用于保護層,保護層的納米晶體和/或無定形結(jié)構(gòu)可以以低的陷阱密度形成與半導(dǎo)體層的界面,同時防止半導(dǎo)體中的應(yīng)力集中。這使得該材料(如上所述)的使用非常適用于封裝半導(dǎo)體器件、多片組件和集成電路以保護它們以及所述MCM中包括的傳感器抵抗苛刻外界條件的影響,并保護靠近該器件、回路或組件的電子裝備抵抗高壓電場的影響,防止發(fā)生放電等。
圖4a和4b顯示價帶14和導(dǎo)帶15是如何從SiC的第一半導(dǎo)體層3經(jīng)第一子層9至第二子層10延伸的,其中第一子層的材料其價帶和導(dǎo)帶之間的能隙比SiC更大。第一子層9優(yōu)選的厚度是1-15nm。該圖顯示了當具有相當大幅值的電場施加在保護層和半導(dǎo)體層之間的界面處時,由層9和10構(gòu)成的這種保護層是如何照顧從半導(dǎo)體層3注入到其中的電荷載流子的。圖中顯示了兩個理想化的情況。在圖4a中,顯示了電子16濃度是如何靠近所述界面形成的,并且電子可以隧穿進入第二子層10的導(dǎo)帶。這些電子隨后通過(深俘獲能級的參與下)重新結(jié)合而湮滅或傳送走。非常重要的是,該電子不粘在保護層中而導(dǎo)致嚴重問題。圖4b顯示電子如何隧穿進入第二子層中的俘獲能級,然后經(jīng)稱作漂移傳導(dǎo)(hopping conduction)的導(dǎo)電機理而被傳送走。在這兩種情況下,電荷載流子可以在保護層中,通?;旧吓c半導(dǎo)體層3的界面平行,被傳送走至該器件的觸點,這會導(dǎo)致漏電電流,但是如果保護層的電阻足夠高的話,這會被保持在低程度上。
本發(fā)明當然不限于上述的優(yōu)選實施方案,對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說很明顯有許多可能的改變,而不會脫離本發(fā)明如所附的權(quán)利要求所限定的基本理念。
例如半導(dǎo)體材料可以不是SiC,例如可以是Si,對于它來說本發(fā)明的保護層會具有很好的作用并在Si的溫度范圍特征曲線內(nèi)即室溫至250℃內(nèi)是穩(wěn)定的。
在本說明書中限定的不同的材料當然也包括對它們摻雜以及引入不可避免的雜質(zhì)的可能性。
形成鈍化層的方法的整體部分是過程條件的特殊選擇以及為了獲得最理想的效果所需要的用于預(yù)清潔和預(yù)蝕刻的原位基片制備程序。沉積方法的總體優(yōu)勢在于過程的低溫、可能選擇的基片的寬范圍、基片和沉積的層之間的特征在于低密度的不完整性的界面、試劑的無毒源以及低成本。
第一材料也可以是GaAs或SiGe(鍺化硅或鍺摻雜的硅)。本發(fā)明對SiGe作為基片材料特別感興趣,因為直至目前為止沒有用于該材料的良好鈍化。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件,包括至少一個第一半導(dǎo)體層(1-4)和施加在該第一層的至少一表面部分上的用于保護該器件的第二層(8),所述保護層是由其價帶和導(dǎo)帶之間的能隙大于形成所述第一層的第一材料的第二材料形成的,其特征在于,所述第二材料通過由尺寸小于100nm且在室溫下的電阻率大于1×1010Ωcm的晶粒構(gòu)成而在所述保護層的至少一部分中具有納米晶體和無定形結(jié)構(gòu)。
2.一種半導(dǎo)體器件,包括至少一個第一半導(dǎo)體層(1-4)和施加在該第一層的至少一表面部分上的用于保護該器件的第二層(8),所述保護層是由其價帶和導(dǎo)帶之間的能隙大于形成所述第一層的第一材料的第二材料形成的,其特征在于,所述第二材料在所述保護層的至少一部分中具有納米晶體和/或無定形結(jié)構(gòu),而所述納米晶體結(jié)構(gòu)限定為由尺寸小于100nm的晶粒構(gòu)成,所述第二材料是以下化合物組中的任一種或其結(jié)合,包括AlN、GaN、CN、BN和NCD(納米晶體金剛石)或金屬氧化物例如Al2O3、Ta2O5、TiO、TiO2、MgO、P2O5、B2O3中任一種或其混合物。
3.如權(quán)利要求1或2的半導(dǎo)體器件,其特征在于所述第一材料通過使其在至少200℃溫度下電穩(wěn)定而使該溫度成為該半導(dǎo)體器件的工作溫度。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項的器件,其特征在于所述第一材料是SiC。
5.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于所述第一層(1-4)基本上具有單晶結(jié)構(gòu)。
6.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于所述保護層(8)包括至少兩個子層,即形成與所述第一半導(dǎo)體層的界面的薄的多晶、單晶或無定形的第一子層(9),以及在其上面的較厚的納米晶體、單晶和/或無定形的第二子層(10)。
7.如權(quán)利要求6的器件,其特征在于所述第一子層基本是單晶。
8.如權(quán)利要求6的器件,其特征在于所述第一子層基本是多晶。
9.如權(quán)利要求6的器件,其特征在于所述第一子層基本是無定形的。
10.如權(quán)利要求6、7、8或9的器件,其特征在于所述第一子層(9)具有幾個原子層的厚度。
11.如權(quán)利要求6-10中任一項的器件,其特征在于所述第一子層(9)是SiO2、SiC、AlN、BN、CN或金剛石。
12.如權(quán)利要求6-10中任一項的器件,其特征在于所述第一子層(9)是SiO2、SiO、SiN、SiON中任一種或這些化合物的混合物。
13.如權(quán)利要求6-10中任一項的器件,其特征在于所述第一子層(9)是金屬氧化物例如Al2O3、Ta2O5、TiO、TiO2、MgO、P2O5、B2O3中任一種或這些化合物的混合物。
14.如權(quán)利要求6-10中任一項的器件,其特征在于所述第二子層(10)是SiC、AlN、BN、CN或金剛石。
15.如權(quán)利要求6-10中任一項的器件,其特征在于所述第二子層(10)是SiO2、SiO、SiN、SiON中任一種或這些化合物的混合物。
16.如權(quán)利要求6-10中任一項的器件,其特征在于所述第二子層(10)是金屬氧化物例如Al2O3、Ta2O5、TiO、TiO2、MgO、P2O5、B2O3中任一種或這些化合物的混合物。
17.如權(quán)利要求6-16中任一項的器件,其特征在于所述第一子層(9)的厚度是1-15nm。
18.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于保護層(8)的厚度大于1μm。
19.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于保護層(8)的主要部分具有納米晶體和/或無定形結(jié)構(gòu)。
20.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于保護層(8)的主要部分具有納米晶體結(jié)構(gòu)。
21.如權(quán)利要求1-5和18中任一項的器件,其特征在于形成與所述第一半導(dǎo)體層(1-4)的界面(11)的至少一部分所述保護層(8)具有納米晶體結(jié)構(gòu)。
22.如權(quán)利要求1-19和21中任一項的器件,其特征在于所述保護層(8)的主要部分具有無定形結(jié)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求1-5、18和22中任一項的器件,其特征在于形成與所述第一半導(dǎo)體層(1-4)的界面(11)的至少一部分所述保護層(8)具有無定形結(jié)構(gòu)。
24.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,所述器件具有適于在該器件阻斷狀態(tài)保持電壓的結(jié)(7),其特征在于所述保護層(8)適于鈍化上述結(jié)。
25.如權(quán)利要求19的器件,其特征在于所述結(jié)是pn-結(jié)(7)。
26.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于所述保護層(8)覆蓋該器件的所有活性部分,用以將它們相對于環(huán)境密封。
27.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于它包括多片組件(MCM),并且該保護層(8)適于實現(xiàn)所述組件的封裝。
28.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于所述至少一部分第二層(8)中的第二材料的粒度小于10nm。
29.如前述權(quán)利要求中任一項的器件,其特征在于所述第一材料是Si。
30.如權(quán)利要求1-28中任一項的器件,其特征在于所述第一材料是GaAs。
31.如權(quán)利要求1-28中任一項的器件,其特征在于所述第一材料是SiGe。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件,包括至少一個第一半導(dǎo)體層(1-4)和施加在該第一層的至少一表面部分上的用于保護該器件的第二層(8)。所述保護層是由其價帶和導(dǎo)帶之間的能隙大于形成所述第一層的第一材料的第二材料形成的。第二材料通過由尺寸小于100nm且在室溫下的電阻率大于1×10
文檔編號H01L29/861GK1373902SQ0081276
公開日2002年10月9日 申請日期2000年3月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月13日
發(fā)明者米泰克·巴考斯基, 克里斯托弗·哈里斯, 簡·斯米迪特 申請人:阿克里奧股份公司
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