無金的歐姆接觸的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種半導體結構，其具有：半導體；無金的導電結構，其與該半導體歐姆接觸；以及一對導電層，其通過硅層分隔開。該結構包括：難熔金屬層，其布置為與該半導體接觸；并且其中通過該硅層分隔開的該對導電層中的一個是該難熔金屬層。第二硅層被布置于該對導電層中的第二個之上，并且包括在該第二硅層上的第三導電層。在一實施例中，該半導體包括III-V族材料。
【專利說明】無金的歐姆接觸
【技術領域】
[0001]本公開大體涉及一種用于半導體器件的歐姆電性接觸，并且更具體地涉及一種無金的歐姆接觸。
【背景技術】
[0002]如在本領域中已知的，AlGaN / GAN高電子遷移率晶體管(HEMT)被越來越多地用于要求高頻和高功率的應用中。為了發(fā)揮這些HEMT器件的潛力，需要達到低電阻、良好的邊界銳度和可靠的歐姆接觸。多數在器件中使用的低電阻歐姆接觸使用Au作為頂層以降低薄層電阻并減少在為得到最低的比接觸電阻率(lowest specific contactresistivity)所需要的高溫退火期間的氧化。
[0003]在硅制造設備中Au的存在可能是能夠引起災難性的產量問題的嚴重的污染問題。對于需要在無金處理(例如CMOS硅制造)的環(huán)境中處理GaN器件晶片的應用，Au污染是嚴重的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]根據本公開，提供一種器件，其具有II1-V族半導體；以及與該半導體歐姆接觸的無金的導電結構。
[0005]根據本公開，提供一種半導體結構，其具有:半導體；無金的導電結構，其與該半導體歐姆接觸；以及一對導電層，其通過硅層分隔開，或者該一對導電層中的一個或二個與該娃層形成合金。
[0006]在一實施例中，該導電結構包括:難熔金屬層，其布置為與該半導體接觸；并且其中通過該硅層分隔開的或與該硅層形成合金的該一對導電層中的一個是該難熔金屬層。
[0007]在一實施例中，第二硅層被布置在該一對導電層中的第二個之上，并且包括在該第二娃層上或與該第二娃層形成合金的第三導電層。
[0008]在一實施例中，提供一種半導體結構,其具有:半導體；導電結構，其與該半導體歐姆接觸。該結構包括:第一金屬層，其與該半導體歐姆接觸；硅層，其與該第一金屬層接觸或形成合金；以及第二金屬層，其與該硅層接觸或形成合金。
[0009]在一實施例中，該半導體包括II1-V族材料。
[0010]在一實施例中，該半導體包括GaN。
[0011]在一實施例中，該第一金屬層是難熔金屬。
[0012]在一實施例中，該第二金屬層是鋁。
[0013]在一實施例中，第二硅層與該第二金屬層接觸。
[0014]在一實施例中，第三金屬層與該第二硅層接觸或形成合金。
[0015]在一實施例中，該第三金屬層是鉬。
[0016]采用這種結構，無Au歐姆接觸金屬化，對于Si制造中的使用是至關重要的并且因此使得在Si加工廠中制造Si晶片上的異質集成(heterogeneous integration)的GaN成為可能。該電性接觸具有良好的歐姆接觸電阻。此外，由于避免使用貴金屬Au，該接觸具有相對低的成本。
[0017]在附圖和下面的描述中介紹本公開的一個或多個實施例的細節(jié)。根據說明書和附圖以及權利要求，本公開的其他特征、目的和優(yōu)點將是顯而易見的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是根據本公開的具有電性接觸的晶體管器件的圖；以及
[0019]圖2是圖1的晶體管器件中的電性接觸的一個示例性電性接觸的放大圖。
[0020]在不同的附圖中相同的參考標記表示相同的元件。
【具體實施方式】
[0021]現在參考圖1，示出了一種晶體管器件10，該晶體管器件10在這里例如是AlGaN / GaN高電子遷移率晶體管(HEMT)結構。在此，在晶片(wafer)上形成該晶體管器件10，如所示的，該晶片具有單晶襯底12、在該襯底12上的GaN緩沖層14以及在該GaN層14上的半導體層16。該晶體管器件10分別具有柵電極17、以及源電極和漏電極18、20。該源電極和漏電極18、20是無金的電性接觸并且二者與該半導體層16是歐姆接觸的，這里的層16是II1-V族AlGaN層。該源電極和漏電極18、20在結構上是相同的；作為其一個示例，這里在圖2中詳細地示出了源接觸18。
[0022]源接觸或漏接觸是與該半導體層16歐姆接觸的導電結構，并且包括:難熔金屬層22 (在這里是具有200A范圍的厚度的鈦層)，其與半導體層16接觸；在該難熔金屬層22上的硅層24，其具有100A-200A范圍的厚度；在此例如是鋁的導電層26，其在此具有1200A的厚度，與該硅層24接觸；在該鋁層26上的硅層28，其具有100A-200A范圍的厚度；以及
在此例如是鉬的導電層30，其在此具有300A的厚度，與該硅層26接觸。
[0023]在這里，例如通過電子束蒸發(fā)在GaN / GaN HEMT晶片上形成該源電極或漏電極18、20。然后在特定的形成合金溫度下的氮氣氛中使該晶片形成合金以形成降低接觸電阻的低電阻隔層(interlayer)。
[0024]現在應當認識到根據本公開的器件包括II1-V族半導體和與該半導體歐姆接觸的無金的導電結構。
[0025]還應當認識到根據本公開的半導體結構包括半導體；與該半導體歐姆接觸的無金的導電結構，這種結構包括:一對導電層，其通過硅層分隔開，或者該對導電層的一個或二個與該硅層形成合金。該半導體結構包括一個或多個下列特征:其中該導電結構包括:被布置為與該半導體接觸的難熔金屬層，并且其中通過該硅層分隔開的該對導電層中的一個是該難熔金屬層或娃與該難熔金屬層的合金；第二娃層，其被布置于該對導電層中的第二個上，并且包括在該第二硅層上的第三導電層；其中該第一金屬層是鈦且該第三金屬層是鉬；其中該半導體是II1-V族材料。
[0026]已描述了本公開的若干個實施例。然而，將理解的是在不脫離本公開的精神和范圍的情況下可以做出各種修改。例如，應當理解的是，作為使用該結構的結果，這里的層可以與另一層形成合金以使得到的結構可包括硅和鈦的合金、硅和鋁的合金、和/或硅和鉬的合金。因此，其他實施例在所述權利要求的范圍內。
【權利要求】
1.一種器件，包括: II1-V族半導體；以及 無金的導電結構，其與所述半導體歐姆接觸。
2.—種半導體結構,包括: 半導體； 無金的導電結構，其與所述半導體歐姆接觸，這樣的結構包括: 一對導電層，其由娃層分隔開，或者所述一對導電層中的一個或二個導電層與所述娃層形成合金。
3.根據權利要求2所述的半導體結構，其中，所述導電結構包括: 難熔金屬層，其被布置為與該半導體接觸；并且 其中，由所述娃層分隔開的所述一對導電層中的一個導電層是所述難熔金屬層或娃與所述難熔金屬層的合金。
4.根據權利要求3所述的半導體結構，包括被布置于所述一對導電層中的第二個導電層之上的第二硅層，并且包括在所述第二硅層上的第三導電層。
5.根據權利要求2所述的半導體結構，其中，第一金屬層是鈦，且第三金屬層是鉬。
6.根據權利要求5所述的半導體結構，其中，所述半導體是II1-V族材料。
7.根據權利要求6所述的半導體結構，其中，所述半導體包括GaN。
【文檔編號】H01L29/45GK103636001SQ201280020021
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年5月18日 優(yōu)先權日:2011年6月3日
【發(fā)明者】R·V·謝拉卡拉, T·E·卡齊奧, J·R·拉羅什 申請人:雷聲公司