半导体器件和电接触件制造技术

本公开涉及用于分立半导体器件的电接触件结构以及制造电接触件结构的对应方法。电接触件包括第一金属层，其被配置和布置为接触半导体裸片的应变有源区；第二金属层，其被配置和布置为接触第一金属层；以及第三金属层，其被配置和布置为接触第二金属层。

Semiconductor devices and electrical contacts

【技术实现步骤摘要】
半导体器件和电接触件
本公开涉及用于半导体器件的电接触件，特别地，涉及包括硅锗的半导体二极管。本公开还涉及包括这种电接触件的半导体二极管和制造该电接触件的方法。
技术介绍
由于硅锗(SiGe)的低带隙以及其与标准硅处理技术的兼容性，包括SiGe的半导体器件在高频开关应用中提供了对标准硅器件的有前途的替代。SiGe二极管可以表现出非常陡峭的正向电流-电压特性，这可以导致在高电流密度(通常高于有源器件面积的1A/mm2)下的相对低的正向压降。这种半导体二极管通常由形成在下面的各个硅层(例如，形成在硅衬底上的外延硅层)上的SiGe层形成。然而，由于SiGe层和下面的硅之间的晶格失配引起的机械应变，SiGe层容易受到机械缺陷和损坏。将这种典型地具有1mm2面积的包含硅锗的分立的半导体器件封装为标准封装形式(例如SOT-23或LFPAK)，由于在封装和接触处理期间以及在器件的工作寿命期间的热机械应力，将对器件造成进一步的机械应力。当使器件与器件的外部接触件接触时，会产生这种应力，并且这种应力可能潜在地使器件在封装之后或在工作寿命期间不能工作。小面积SiGe异质结双极晶体管(典型地为10μm2)用在集成电路封装件中，但是因为这种晶体管的器件面积小，所以当它们形成集成电路的一部分时，由封装引起的应力不太重要。此外，在集成电路技术中，SiGe层不直接接触金属接触层，而是在SiGe层和金属之间使用多晶硅层。由于上述问题，目前市场上没有分立的SiGe二极管。
技术实现思路
各种示例实施例涉及例如上面提到的那些和/或其它问题，其从以下公开内容可以变得显而易见，该公开内容涉及用于相对较大尺寸(通常为1mm2)的分立SiGe半导体器件的电接触件结构，其下面的SiGe有源层中不会产生机械应力。根据第一实施例，提供了一种用于分立半导体器件的电接触件结构，该电接触件包括：第一金属层，其被配置和布置为接触半导体裸片的应变有源区；第二金属层，其被配置和布置为接触所述第一金属层；以及第三金属层，其被配置和布置为接触第二金属层。半导体裸片的应变有源区可以是阳极区，并且阳极可以由硅锗(SiGe)材料形成。第一金属层可被配置为直接布置在应变有源区上以形成肖特基势垒，并且第一金属层可由NiSi2、CoSi2、TiN、WTiN和WTi中的一种形成。第二金属层是布置在第一金属层上的界面层，并且由可塑性变形的金属形成。第二金属层可以由Al或Ag形成，或者由包括Si和/或Cu的Al合金形成。第三金属层可以是欧姆接触层，并且可以被布置成可接触地接纳夹片接合件、引线接合件或凸块接合件。当第三金属层被布置用于夹片接合时，第三金属层可以由以下之一形成：Ni、Cu；或Ag；Ni和Ag的叠层；Ti和Ni的叠层；Cu和Sn的叠层；Ti和NiV的叠层；Ti、Ni和Ag的叠层；和Ti、NiV和Ag的叠层。当第三金属层被布置用于引线接合时，第三金属层可以由以下之一形成：Al；AlSi；AlCu；AlSiCu；Cu；和Ag。当第三金属层被布置用于凸块接合时，第三金属层可以由以下之一形成：Ni；Ag；Ni和Ag的叠层；Ni和Pd和Au的叠层；和Cu和Sn的叠层。可选地，第三金属层包括Ti的初始层。根据第二实施例，还提供了包括根据第一实施例的电接触件的分立半导体器件。根据实施例，还提供了制造用于分立半导体器件的电接触件的方法，该方法包括：形成第一金属层，所述第一金属层被配置和布置为接触半导体裸片的应变有源区；形成第二金属层以接触第一金属层；以及形成第三金属层以接触第二金属层。附图说明为了能够详细理解本公开的特征，参考实施例进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了典型的实施例，因此不应被认为是对其范围的限制。附图是为了便于理解本公开，因此不一定按比例绘制。在结合附图阅读本说明书之后，所要求保护的主题的优点对于本领域技术人员将变得显而易见，在附图中，相同的附图标记用于表示相同的元件，并且其中：图1a示出了根据实施例的半导体器件结构的示意图；图1b示出了根据实施例的半导体器件结构的示意图；图2示出了根据实施例的电接触件结构和有源区结构的示意图；以及图3示出了根据实施例的包括电接触件结构的典型半导体器件。具体实施方式参考图1a，示出了根据实施例的横向半导体器件结构100的示意图。这样的半导体器件结构100可实施于半导体封装件中，且为简洁起见，已省略封装轮廓、引线框架及外部端子。然而，本领域技术人员将理解，封装轮廓可以是任何标准的分立封装轮廓，例如SOT-23或LFPAK。半导体器件结构100包括形成在外延层104的第一主表面上的有源区102，以形成半导体裸片。虽然未示出，但是本领域技术人员将理解，外延层104可以形成在衬底上。可替代地，有源区102可直接形成于衬底上而无外延层104。外延层104可以是硅层，并且衬底可以是硅衬底。有源区102可以通过外延方法形成在外延层104或硅衬底上。在有源区102和下面的外延层104或衬底之间可能存在晶格失配，使得有源区可能形成为被玷污层(stainedlayer)或应变层。有源区102可以是SiGe层。第一电接触件106可以形成在有源区102上，并且第二电接触件108可以形成在外延层104的与有源区102分离的第一主表面上。第一电接触件106可以是阳极接触件，第二电接触件108可以是阴极接触件。在这方面，图1a的器件结构100是横向器件结构。图1b示出了另一实施例，其中相同的附图标记对应于图1b的相同特征。与图1a一样，图1b的布置是根据实施例的半导体器件结构100的示意图，其可以在如上所说明的半导体封装件中实施。半导体器件结构100包括形成在外延层104的第一主表面上的有源区102，以形成半导体裸片。虽然未示出，但是本领域技术人员将理解，外延层104可以形成在衬底上。可替代地，有源区102可直接形成于衬底上而无外延层104。外延层104可以是硅层，并且衬底可以是硅衬底。有源区102可以通过外延方法形成在外延层104或硅衬底上。在有源区102和下面的外延层104或衬底之间可能存在晶格失配，使得有源区可能形成为被玷污层或应变层。有源区102可以是SiGe层。第一电接触件106可以形成在有源区102上，第二电接触108件可以形成在外延层104的第二主表面上，或者衬底的第二主表面上的没有外延层104的位置处。第二主表面与第一主表面相对，并且在这方面，第二电接触件被称为在半导体器件结构100的背面上。第一电接触件106可以是阳极电接触件，第二电接触件108可以是阴极电接触件。在这方面，图1b的二极管结构100被称为竖直器件结构。图2是沿图1a或图1b的线X-X截取的截面，并且更详细地示出了图1a和图1b的半导体器件结构200和阳极电接触件结构206。半导体器件结构200和阳极电接触件结构206本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分立半导体器件的电接触件结构，所述电接触件包括：/n第一金属层，其被配置和布置为接触半导体裸片的应变有源区；/n第二金属层，其被配置和布置为接触所述第一金属层；以及/n第三金属层，其被配置和布置为接触所述第二金属层。/n

【技术特征摘要】
20181217 EP 18212940.31.一种用于分立半导体器件的电接触件结构，所述电接触件包括：
第一金属层，其被配置和布置为接触半导体裸片的应变有源区；
第二金属层，其被配置和布置为接触所述第一金属层；以及
第三金属层，其被配置和布置为接触所述第二金属层。


2.根据权利要求1所述的电接触件，其中，所述半导体裸片的所述应变有源区是阳极区。


3.根据权利要求2所述的电接触件，其中，所述阳极由硅锗(SiGe)材料形成。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电接触件，其中，所述第一金属层被配置为直接布置在所述应变有源区上以形成肖特基势垒。


5.根据权利要求4所述的电接触件，其中，所述第一金属层由NiSi2、CoSi2、TiN、WTiN和WTi中的一种形成。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的电接触件，其中，所述第二金属层是布置在所述第一金属层上的界面层并且由可塑性变形金属形成。


7.根据权利要求6所述的电接触件，其中，所述第二金属层由Al或Ag形成。


8.根据权利要求6所述的电接触件，其中，所述第二金属层由包括Si和/或Cu的Al合金形成。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的电接触件，其中，所述第三金...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂姆·波特，奥尔里克·舒马赫，简·菲舍尔，
申请(专利权)人：安世有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL