CN103208514A - 一种含有金属的半导体装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明了一种含有金属的半导体装置，通过金属改变半导体材料原有的能级分布，从而改变半导体材料电特性；本发明还涉及含有金属的半导体装置的制备方法；本发明的半导体装置是制造半导体器件和集成电路的基本结构。
Description
技术领域
本发明涉及到一种含有金属的半导体装置，本发明还涉及含有金属的半导体装置的制备方法。本发明的半导体装置是制造半导体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。
随着分子束外延(MBE)和金属有机物化学气相淀积方法(MOCVD)等薄膜技术的发展，各种半导体的微结构和应用被广泛应用半导体技术中，常见的应用包括具有异质结的相关器件。
发明内容
本发明的半导体装置，是将导体材料金属与半导体材料相结合形成的半导体装置，本发明还包括了此半导体装置的制备方法。
一种含有金属的半导体装置，其特征在于：包括：半导体材料，在其中设置了多个薄层、多个线状或多个点状的金属材料。所述的金属材料周围的半导体材料可以为第一导电半导体材料或者第二导电半导体材料。所述的金属材料周围的半导体材料可以包括不同种类型的半导体材料。所述的金属材料与半导体材料之间可以形成欧姆接触或者肖特基势垒结。所述的在半导体材料中的多个薄层金属材料，可以被平行放置在半导体材料中，金属材料薄层与半导体材料薄层相互平行排列。所述的在半导体材料中的多个线状金属材料，可以为相互平行的金属线。所述的在半导体材料中的多个线状金属材料，可以为网格结构。所述的在半导体材料中的多个线状金属材料，可以为多个相互平行的网格结构。所述的在半导体材料中的多个点状金属材料，可以为球形、圆柱形、立方形或者不规则形状的小金属块。所述的在半导体材料中的点状金属材料，可以为金属原子或原子团。所述的在半导体材料中的多个点状金属材料，可以非均匀或者均匀的分布。
一种含有金属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金属层；进行光刻腐蚀，去除部分金属；进行半导体材料淀积生长，形成新的半导体材料层；重复进行一次或多次上述工艺过程。
一种含有金属的半导体装置的第二种制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在半导体材料表面形成金属层；进行注入金属离子；进行半导体材料淀积生长，形成新的半导体材料层；重复进行零次、一次或多次上述工艺过程。
由于金属材料与半导体材料能级结构的不同，在相互能级匹配下，不同形状的金属在半导体材料中可行形成量子阱、量子线和量子点。
对于N型半导体材料与薄层金属材料可以形成电子阱，当多个半导体材料层和金属层相互排列起来，就可以形成超晶格锯齿状的电子导电的能级分布，从而影响半导体的装置的导电特性。
对于P型半导体材料与薄层金属材料可以形成空穴阱，当多个半导体材料层和金属层相互排列起来，就可以形成超晶格锯齿状的空穴导电的能级分布，从而影响半导体的装置的导电特性。
对于在N型半导体材料中的点状的金属或线状的金属，当金属的费米能级与半导体的费米能相同或者相接近时，如果N型半导体材料为一个PN结的漂移区，那么金属材料就可以是PN结少子注入条件下的电子和空穴的复合中心，从而本发明的半导体装置可以改变半导体材料电特性。
本发明包括含有金属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。
附图说明
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；
其中，
1、半导体硅材料；
2、层状金属材料；
3、线状金属材料；
具体实施方式
实施例1
图1为本发明的一种含有金属的半导体装置，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。
一种含有金属的半导体装置，包括：半导体硅材料1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E14/CM3；层状金属材料2，位于：半导体硅材料1中，为金属镍材料，厚度为0.2um。
其制作工艺包括如下步骤：
第一步，在半导体硅材料1表面蒸发形成金属镍层；
第二步，进行光刻腐蚀，去除部分金属镍；
第三步，进行半导体材料淀积生长，形成新的半导体材料层；
第四步，重复进行一次上述工艺过程，如图1所示。
实施例2
图2为本发明的一种含有金属的半导体装置，下面结合图2详细说明本发明的半导体装置。
一种含有金属的半导体装置，包括：半导体硅材料1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E14/CM3；线状金属材料2，位于：半导体硅材料1中，为金属镍材料，厚度为0.2um，宽度为0.4um。
其制作工艺包括如下步骤：
第一步，在半导体硅材料1表面蒸发形成金属镍层；
第二步，进行光刻腐蚀，去除部分金属镍；
第三步，进行半导体材料定向外延生长，形成新的半导体材料层；
第四步，重复进行一次上述工艺过程，如图2所示。
实施例3
本发明的一种含有点状金属的半导体装置。
一种含有金属的半导体装置，包括：半导体硅材料1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E14/CM3；点状金属材料4，位于：半导体硅材料1中，为金属镍材料，厚度为0.2um，长度和宽度为0.4um。
其制作工艺包括如下步骤：
第一步，在半导体硅材料1表面蒸发形成金属镍层；
第二步，进行光刻腐蚀，去除部分金属镍；
第三步，进行半导体材料定向外延生长，形成新的半导体材料层；
第四步，重复进行一次上述工艺过程。
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。
Claims (13)
1.一种含有金属的半导体装置，其特征在于：包括：
半导体材料，在其中设置了多个薄层状、多个线状或多个点状的金属材料。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的金属材料周围的半导体材料可以为第一导电半导体材料或者第二导电半导体材料。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的金属材料周围的半导体材料可以包括不同种类型的半导体材料。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的金属材料与半导体材料之间可以形成欧姆接触或者肖特基势垒结。
5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的在半导体材料中的多个薄层金属材料，可以被平行放置在半导体材料中，金属材料薄层与半导体材料薄层相互平行排列。
6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的在半导体材料中的多个线状金属材料，可以为相互平行的金属线。
7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的在半导体材料中的多个线状金属材料，可以为网格结构。
8.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的在半导体材料中的多个线状金属材料，可以为多个相互平行的网格结构。
9.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的在半导体材料中的多个点状金属材料，可以为球形、圆柱形、立方形或者不规则形状的小金属块。
10.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的在半导体材料中的点状金属材料，可以为金属原子或原子团。
11.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的在半导体材料中的多个点状金属材料，可以非均匀或者均匀的分布。
12.如权利要求1所述的一种含有金属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金属层；
2)进行光刻腐蚀，去除部分金属；
3)进行半导体材料淀积生长，形成新的半导体材料层；
4)重复进行一次或多次上述工艺过程。
13.如权利要求1所述的一种含有金属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金属层；
2)进行注入金属离子；
3)进行半导体材料淀积生长，形成新的半导体材料层；
4)重复进行零次、一次或多次上述工艺过程。
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