发明名称 于电接合面将半导体费米能阶去梢状之方法及包含该接合面之装置
摘要 本发明揭示一种包括一半导体(例如C、Ge或以Si为主之半导体)、一导体与置放于二者之间之一介面层之电接合面。该介面层厚得足以将该半导体之一费米能阶去梢,然而又薄得足以为该接合面提供小于或等于大约1000 Ω-μm2之一接触电阻率,有时系一最小接触电阻率。
申请公布号 TWI286343 申请公布日期 2007.09.01
申请号 TW093141819 申请日期 2004.12.31
申请人 橡实工业技术公司 发明人 丹尼尔J 康尼利;丹尼尔E 葛罗普
分类号 H01L21/02(2006.01) 主分类号 H01L21/02(2006.01)
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种电接合面,包括一半导体,其可从由Si、Ge、C( 可从包括钻石晶格、富勒烯化合物或聚合物之一 清单中选择其晶体结构)、Ge与Si之一合金、Ge与C 之一合金、Si与C之一合金或Si、Ge及C之一合金所 组成之一清单中选择;一导体;及置放于二者之间 之介面层,该介面层厚度足够厚并近似于半导体金 属引致间隙状态(MIGs)之一穿透深度,其存在于当该 介面层缺少时,然而又薄得足以为该接合面提供小 于或等于大约1000 -m2之一接触电阻率。 2.如请求项1之电接合面,其中该导体包括以下物质 中之一种:一金属、一金属之一合金、一金属矽化 物或一掺杂之半导体。 3.如请求项2之电接合面,其中该导体包括一金属, 该金属具有大约等于该半导体之一导电带之一功 函数。 4.如请求项2之电接合面,其中该导体包括一中间间 隙金属或其一合金。 5.如请求项2之电接合面,其中该导体包括一金属, 该金属具有小于该半导体之功函数之一功函数。 6.如请求项2之电接合面,其中该导体包括一金属, 该金属具有大于该半导体之功函数之一功函数。 7.如请求项2之电接合面,其中该导体包括以下物质 中之一种:铝(Al)、铷(Rb)、钡(Ba)、铟(In)、钛(Ti)、 铬(Cr)、钽(Ta)、铯(Cs)、镁(Mg)、铒(Er)、镱(Yb)、锰( Mn)、铅(Pb)、银(Ag)、钇(Y)或锌(Zn)。 8.如请求项2之电接合面,其中该导体包括以下物质 中之一种:铂(Pt)、铱(Ir)、金(Au)、钨(W)、镍(Ni)、 钼(Mo)、铜(Cu)、钴(Co)或钯(Pd)。 9.如请求项2之电接合面,其中该导体本质上由一金 属之一单层构成。 10.如请求项2之电接合面,其中该导体由至少一金 属之一亚单层构成,且该金属由一不同之导体覆盖 。 11.一种沉积一介面层之方法,其包括在一半导体之 一表面与一导体之间沉积该介面层,该半导体系选 自一由Si、Ge、C(其晶体结构系选自一由钻石晶格 、富勒烯化合物或聚合物所组成之列表)、Ge与Si 之合金、Ge与C之合金、Si与C之合金或Si、Ge及C之 合金所组成之清单,使得该半导体之该表面、该导 体以及该介面层形成一电接合面,该介面层足够厚 并近似于半导体金属引致间隙状态(MIGs)之一穿透 深度,其存在于当该介面层不存在时,并且足够薄 以提供具有小于或等于大约1000 -m2之一接触 电阻率之该接合面。 12.如请求项11之方法,其中该接合面之该接触电阻 率系一最小値。 13.如请求项11之方法,其中置放该介面层包括在该 半导体之该表面上生长一钝化层。 14.如请求项11之方法,其中该钝化层包括一从包括 以下物质之清单中选择之材料:该半导体之一砷化 物、一氢化物、一氟化物、一氧化物、一氧氮化 物与一氮化物。 15.如请求项13之方法,其中该介面层本质上由该钝 化层之一单层构成。 16.如请求项13之方法,其中该钝化层系生长在高于 大约300℃之温度下在该半导体之该表面上。 17.如请求项16之方法,其中该介面层系生长在存在 一含氮材料之条件下。 18.如请求项17之方法,其中该含氮材料包括氨(NH3) 、氮(N2)或未键结氮(N)中之一种。 19.如请求项13之方法,其中该钝化层系藉由将该半 导体浸没在包含氢与氟离子之一液体中生长。 图式简单说明: 图1显示包含具有悬空键之表面矽原子之未钝化的 矽表面之断面图。 图2显示金属及半导体之不同能阶,并标示该图,以 显示金属的功函数与半导体的电子亲和力。 图3显示传统的金属-n型半导体接合面之能带图,并 也显示,当使该等材料彼此接触时,在半导体中形 成空乏区域之观念。 图4显示在传统之金属-n型半导体接合面处的带弯 曲。 图5显示一半导体装置,其包含一半导体材料,该半 导体材料具有一表面,在该半导体装置运作期间电 流流动横跨该表面,该半导体装置还包含依据本发 明之一具体实施例在该表面上形成之介面层。 图6显示电接合面,其包含依据本发明之一具体实 施例在半导体与导体之间置放之介面层。 图7a、7b、7c与7d分别显示依据本发明之一具体实 施例之未钝化的肖特基二极体、未移除MIGS之钝化 之肖特基二极体、移除MIGS之未钝化之肖特基二极 体与移除MIGS之钝化之肖特基二极体之费米能量、 导电带能量及价电子带能量之间的关系。 图8显示电接合面之介面层电阻相对于介面层厚度 的曲线,其中该电接合面包含依据本发明之一具体 实施例在半导体与导体之间置放之介面层。
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