DE3908083A1 - Silizium-halbleiterbauelement - Google Patents

Silizium-halbleiterbauelement

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Description

Die Erfindung betrifft ein Silizium-Halbleiterbauele­ ment, bei dem zwischen einer zu kontaktierenden Halb­ leiterschicht und einer Kontaktmetallisierung des Bau­ elements eine zusätzliche Kontaktierungsschicht ange­ ordnet ist.
Halbleiterbauelemente, beispielsweise Integrierte Schal­ tungen auf Silizium-Basis, werden kontaktiert, um eine externe Steuerung der Bauelemente, beispielsweise mit­ tels Metallelektroden, zu ermöglichen oder um eine lei­ tende Verbindung zwischen einzelnen Bauelementen mit­ tels metallischer Leiterbahnen herzustellen.
Da die Bauelemente in der Halbleiter-Technologie immer weiter miniaturisiert werden, nimmt auch die für die Kontakte zur Verfügung stehende Fläche auf den zu kon­ taktierenden Halbleiterschichten immer mehr ab. Die Verkleinerung der Kontaktierungsfläche hat aber zur Folge, daß der Kontaktwiderstand ansteigt.
Um den spezifischen Kontaktwiderstand zu reduzieren, ist es beispielsweise bei III-V-Halbleiterverbindungen bekannt, zwischen die zu kontaktierende Halbleiterschicht des Bauelements und die Kontaktmetallisierung, eine Halbleiterschicht aus einem Material einzufügen, das einen geringeren Bandabstand, jedoch eine nahezu gleiche Gitterkonstante wie die zu kontaktierende Halbleiter­ schicht aufweist.
Durch den geringeren Bandabstand der Zwischenschicht wird die Potentialschwelle für die Ladungsträger er­ niedrigt, somit die spezifische Leitfähigkeit erhöht und der spezifische Widerstand reduziert. Durch die annähernd gleich großen Gitterkonstanten der aufeinan­ derfolgenden Halbleiterschichten können Gitterverspan­ nungen vermieden werden.
Für Silizium, dem wichtigsten Halbleitermaterial, gibt es jedoch keine gitterangepaßten Materialien mit gerin­ gerem Bandabstand, die sich als widerstandsreduzierende Halbleiter-Zwischenschicht eignen würden.
Mit neueren technologischen Verfahren, beispielsweise der Molekularstrahl-Epitaxie (MBE) oder der metallorga­ nischen Gasphasen-Epitaxie (MOCVD), ist es allerdings möglich, Epitaxieschichten aus Materialien, deren Git­ terabstand nicht demjenigen des Substrates entspricht, bei dennoch weitgehender Einkristallinität aufwachsen zu lassen.
Problematisch bleibt jedoch weiterhin die Strukturie­ rung der Kontaktfläche, die von den Kontaktierungsbe­ dingungen bzw. vom angewendeten Prozeßverfahren abhängt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Silizium- Bauelemente Kontakte mit geringem spezifischen Wider­ stand und einer einfachen Strukturierung der Kontaktie­ rungsflächen anzugeben.
Dies wird bei einem Halbleiterbauelement der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kontaktierungsschicht aus Germanium besteht und in einer Öffnung in der die Oberfläche der zu kontaktie­ renden Halbleiterschicht bedeckenden Isolationsschicht angeordnet ist.
Zur Abscheidung der Germanium-Kontaktierungsschicht wird erfindungsgemäß das Niederdruck-Gasphasen-Epitaxie­ verfahren (LPCVD-Verfahren) angewandt.
Da Germanium einen deutlich geringeren Bandabstand (E g ≈ 0,7 eV) als Silizium (E g ≈ 1,15 eV) besitzt, wird der spezifische Widerstand des Kontaktes reduziert. Darüber hinaus wird auch die Kapazität des Kontaktes durch die Isolationsschicht auf der Halbleiteroberflä­ che verringert. Außerdem läßt sich Germanium hinrei­ chend hoch dotieren.
Die aufgrund der unterschiedlichen Gitterkonstanten, Silizium ca. 5,43 Å, Germanium ca. 5,66 Å, zu erwarten­ den Verspannungen, werden bei Anwendung des erfindungs­ gemäßen LPCVD-Verfahrens zur Abscheidung des Germaniums vermieden; überdies kann das Germanium selektiv auf den dafür vorgesehenen Kontaktierungsflächen abgeschieden werden.
Die Prozeß-Temperatur für die Germanium-Abscheidung ist niedriger als die für die Herstellung der Integrierten Schaltung benötigte Temperatur. Daher kann die Herstel­ lung der Kontakte als letzter Prozeßschritt vor dem Anbringen der Kontakt-Metallisierungsschicht erfolgen, wodurch der gesamte Herstellungsprozeß des Bauelements flexibler gestaltet werden kann.
Das Herstellungsverfahren der Kontaktierungsschicht soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels nä­ her beschrieben werden.
In der Figur ist ein einzelnes Silizium-Halbleiterbau­ element, das nur eine Kontaktöffnung besitzt, darge­ stellt. In einer (planar) Integrierten Schaltung, die viele verschiedene Bauelemente enthält, sind demgegen­ über zahlreiche Kontaktöffnungen vorgesehen, die alle gleichzeitig mit der Kontaktierungsschicht bedeckt wer­ den können.
Gemäß der Figur wird bei einem Einzel-Bauelement auf einem N-leitenden Si-Substratkristall 1 eine dünne P- Schicht 2 aus Silizium aufgebracht, die den aktiven Teil des Bauelements bildet. Durch thermische Oxidation wird auf der Oberfläche der P-Schicht 2 eine SiO2-Iso­ lationsschicht 3 erzeugt und in dieser mittels litho­ graphischer Verfahren unter Verwendung von Maskierungs- und Ätzprozessen, Öffnungen 4 hergestellt, die als Kon­ taktierungsflächen zur Kontaktierung des Bauelements vorgesehen sind.
Vermöge eines Niederdruck-Gasphasen-Epitaxieprozesses ("Low Pressure Chemical Vapour Deposition", LPCVD-Pro­ zeß) wird nun Germanium in den strukturierten Kontakt­ öffnungen 4 zur Bildung der Kontaktierungsschicht 5 abgeschieden. Da wegen des niederen Drucks beim LPCVD- Prozeß ein Wachstum des abzuscheidenden Germaniums se­ lektiv nur in den Kontaktöffnungen 4, aber nicht auf der Isolationsschicht 3 erfolgt, ist eine einfache Strukturierung der Kontaktierungsfläche möglich. Mit Hilfe des LPCVD-Verfahrens ist darüber hinaus ein sehr ebenes Wachstum der dünnen Halbleiterschichten möglich.
Da die Temperatur für die Germanium-Abscheidung mit beispielsweise 450°C niedriger ist als die Prozeß-Tem­ peratur von mehr als 800°C für die Herstellung der Integrierten Schaltung, ist es möglich, die Ge-Kontak­ tierungsschicht erst nach Fertigstellung des Bauelements aufzubringen.
Nach der Abscheidung der Kontaktierungsschicht 5 wird auf die Oberfläche des Bauelements eine dünne Metalli­ sierungsschicht 6, beispielsweise aus Aluminium, bei­ spielsweise anlegiert, die die Leiterbahnen der Inte­ grierten Schaltung bildet und zur externen Kontaktie­ rung bzw. Verschaltung des Si-Bauelements dient.
Durch den gewählten Aufbau des Kontaktes erhält man neben einer niederohmigen auch eine kapazitätsarme Kon­ taktierung des Bauelements, da die Oxid-Isolations­ schicht 3 die Kapazität der Metallisierungsschicht 6 gegenüber dem Halbleiterkörper reduziert.
Sind die Bauelemente in einer Integrierten Schaltung integriert, können alle Kontakte der Integrierten Schal­ tung gleichzeitig hergestellt werden, in dem die ver­ schiedenen Kontaktöffnungen gleichzeitig selektiv mit der Kontaktierungsschicht aus Germanium bedeckt werden.

Claims (4)

1. Silizium-Halbleiterbauelement, bei dem zwischen ei­ ner zu kontaktierenden Halbleiterschicht (2) und einer Kontaktmetallisierung (6) des Bauelements eine zusätz­ liche Kontaktierungsschicht (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsschicht (5) aus Germanium besteht und in einer Öffnung (4) in der die Oberfläche der zu kontaktierenden Halbleiterschicht (2) bedeckenden Isolationsschicht (3) angeordnet ist.
2. Verfahren zur Herstellung eines Silizium-Halbleiter­ bauelements nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsschicht (5) aus Germanium mittels eines Niederdruck-Gasphasen-Epitaxieverfahrens (LPCVD- Verfahrens) selektiv in den Öffnungen (4) der Isola­ tionsschicht (3) abgeschieden wird, ohne daß die Isola­ tionsschicht (3) selbst bedeckt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeß-Temperatur für die Germanium-Abscheidung 450°C beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 zur Herstellung von nie­ derohmigen und kapazitätsarmen Kontakten bei Silizium- Halbleiterbauelementen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0429950A2 (de) * 1989-11-24 1991-06-05 Gte Laboratories Incorporated Sperrschicht-Feldeffekttransistor und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0550888A2 (de) * 1992-01-07 1993-07-14 Texas Instruments Incorporated Herstellungsverfahren für einen monokristallinen Aluminiumleiter auf einem monokristallinen Substrat

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613890A (en) * 1983-05-21 1986-09-23 Telefunken Electronic Gmbh Alloyed contact for n-conducting GaAlAs-semi-conductor material

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4613890A (en) * 1983-05-21 1986-09-23 Telefunken Electronic Gmbh Alloyed contact for n-conducting GaAlAs-semi-conductor material

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
- US-Z: HAFICH *
- US-Z: LIAW, H.Ming *
- US-Z: PATTEE, R.W.et al: Polyimide Film Propertiesand Selective LPCVD of Tungsten on Polyimide. In: J. Electrochem. Soc. Solid-State Science and Technology, June 1988, Bd.135, Nr.6, S.1477-1483 *
M.J. et al: Summary Abstract: Ge/Si heterojunction Ohmic contacts formed by molecular beam epitaxy. In: J.Vac.Sci. Technol., B.4(2), Mar/Apr. 1986, S.661 *
SEELBACH, Chris: Selective Deposition of Polycrystalline Silicon. In: Motorola Technical Developments, Vol.8, Oct. 1988,S.51 und 52 *
US-Z: High and Low Barrier Height Schottky DevicesUsing a Single Metal. In: IBM Technical Disclsosu-re Bulletin, Bd.30, Nr.10, März 1988, S.267-269 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0429950A2 (de) * 1989-11-24 1991-06-05 Gte Laboratories Incorporated Sperrschicht-Feldeffekttransistor und Verfahren zu dessen Herstellung
EP0429950A3 (en) * 1989-11-24 1993-08-11 Gte Laboratories Incorporated Junction field effect transistor and method of fabricating
EP0550888A2 (de) * 1992-01-07 1993-07-14 Texas Instruments Incorporated Herstellungsverfahren für einen monokristallinen Aluminiumleiter auf einem monokristallinen Substrat
EP0550888A3 (en) * 1992-01-07 1993-10-20 Texas Instruments Inc Method of forming a single crystal aluminum conductor on a single crystal substrate

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