半导体设备及其制造方法的制作方法
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图片简介:
本公开提供了一种半导体装置及其制造方法，涉及半导体技术领域。所述半导体装置包括：衬底；在所述衬底上的第一半导体层；在所述第一半导体层中的掺杂区，所述掺杂区和所述第一半导体层具有不同的导电类型；在所述第一半导体层上的第二半导体层，所述第二半导体层的材料的禁带宽度大于所述第一半导体层的材料的禁带宽度；和在所述第二半导体层上且与所述第二半导体层之间形成肖特基接触的第一金属层。
技术要求
1.一种半导体装置，包括：
衬底；
在所述衬底上的第一半导体层；
在所述第一半导体层中的掺杂区，所述掺杂区和所述第一半导体层具有不同的导电类型；
在所述第一半导体层上的第二半导体层，所述第二半导体层的材料的禁带宽度大于所述第一半导体层的材料的禁带宽度；和
在所述第二半导体层上且与所述第二半导体层之间形成肖特基接触的第一金属层。
2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二半导体层包括纳米结构。
3.根据权利要求2所述的半导体装置，其中，所述纳米结构层包括量子点和纳米线中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第二半导体层具有第一开口，所述第一开口在所述衬底上的正投影与所述掺杂区在所述衬底上的正投影至少部分重叠；
所述半导体装置还包括：
在所述第一开口中且与所述掺杂区之间形成欧姆接触的第二金属层，所述第一金属层位于所述第二金属层上。
5.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述第一半导体层的材料包括SiC，所述第二半导体层的材料包括GaN。
6.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述掺杂区的杂质包括Al。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的半导体装置，其中，所述半导体装置为二极管。
8.一种半导体装置的制造方法，包括：
提供衬底结构，所述衬底结构包括衬底、在所述衬底上的第一半导体层和在所述第一半导体层中的掺杂区，所述掺杂区和所述第一半导体层具有不同的导电类型；
在所述第一半导体层上形成第二半导体层，所述第二半导体层的材料的禁带宽度大于所述第一半导体层的材料的禁带宽度；和
在所述第二半导体层上形成第一金属层，所述第一金属层与所述第二半导体层之间形成肖特基接触。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二半导体层包括纳米结构层。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述纳米结构层包括量子点和纳米线中的至少一种。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第二半导体层具有第一开口，所述第一开口在所述衬底上的正投影与所述掺杂区在所述衬底上的正投影至少部分重叠；
在形成所述第一金属层之前，还包括：
在所述第一开口中形成与所述掺杂区之间形成欧姆接触的第二金属层，所述第一金属层位于所述第二金属层上。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二半导体层包括量子点；
通过如下方式形成所述第二金属层和所述第二半导体层：
在所述衬底结构上形成第二初始半导体层，所述第二初始半导体层具有所述第一开口；
在所述第一开口中形成所述第二金属层；
执行第一退火，以使得所述第二金属层与所述掺杂区之间形成所述欧姆接触，并使得所述第二初始半导体层变为包括量子点的所述第二半导体层。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述第二半导体层上形成所述第一金属层后，执行第二退火以形成所述肖特基接触。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一半导体层的材料包括SiC，所述第二半导体层的材料包括GaN。
15.根据权利要求8所述的方法，其中，所述提供衬底结构包括：
提供所述衬底；
在所述衬底上形成所述第一半导体层；
在所述第一半导体层上形成具有第二开口的掩模层；
以所述掩模层为掩模，对所述第二开口下方的所述第一半导体层进行掺杂，以形成所述掺杂区；
在形成所述掺杂区后，去除所述掩模层。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述掺杂包括离子注入。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述掺杂的杂质包括Al。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述提供衬底结构还包括：
在所述第一半导体层上形成缓冲层；
在所述缓冲层上形成所述掩模层；
在形成所述掺杂区后，去除所述缓冲层。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述缓冲层包括氧化层。
20.根据权利要求8-19任意一项所述的方法，其中，所述半导体装置为二极管。
技术说明书
半导体装置及其制造方法
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种半导体装置及其制造方法。
背景技术
肖特基二极管具有单极导电特性，正向导通压降低、反向恢复时间短。但是，肖特基二极管存在反向漏电流过大的缺点。
混合PIN/肖特基(MPS，merge pin schottky)二极管中，场限环处形成的耗尽区一方面可以承受大的反向电压，另一方面耗尽区互连可以包裹住肖特基结，从而可以抑制肖特基势垒降低引起的反向漏电增大。
技术内容
技术人注意到，在MPS二极管中，形成肖特基接触的金属和半导体层之间的界面态会导致肖特基势垒降低，从而增大MPSE二极管的反向漏电流。
为了解决上述问题，本公开实施例提供了如下技术方案。
根据本公开实施例的一方面，提供一种半导体装置，包括：衬底；在所述衬底上的第一半导体层；在所述第一半导体层中的掺杂区，所述掺杂区和所述第一半导体层具有不同的导电类型；在所述第一半导体层上的第二半导体层，所述第二半导体层的材料的禁带宽度大于所述第一半导体层的材料的禁带宽度；和在所述第二半导体层上且与所述第二半导体层之间形成肖特基接触的第一金属层。
在一些实施例中，所述第二半导体层包括纳米结构。
在一些实施例中，所述纳米结构层包括量子点和纳米线中的至少一种。
在一些实施例中，所述第二半导体层具有第一开口，所述第一开口在所述衬底上的正投影与所述掺杂区在所述衬底上的正投影至少部分重叠；所述半导体装置还包括：在所述第一开口中且与所述掺杂区之间形成欧姆接触的第二金属层，所述第一金属层位于所述第二金属层上。在一些实施例中，所述第一半导体层的材料包括SiC，所述第二半导体层的材料包括GaN。
在一些实施例中，所述掺杂区的杂质包括Al。
在一些实施例中，所述半导体装置为二极管。
在一些实施例中，所述第二半导体层包括纳米结构层。
在一些实施例中，所述纳米结构层包括量子点和纳米线中的至少一种。
在一些实施例中，所述第二半导体层具有第一开口，所述第一开口在所述衬底上的正投影与所述掺杂区在所述衬底上的正投影至少部分重叠；在形成所述第一金属层之前，还包括：在所述第一开口中形成与所述掺杂区之间形成欧姆接触的第二金属层，所述第一金属层位于所述第二金属层上。
在一些实施例中，所述第二半导体层包括量子点；通过如下方式形成所述第二金属层和所述第二半导体层：在所述衬底结构上形成第二初始半导体层，所述第二初始半导体层具有所述第一开口；在所述第一开口中形成所述第二金属层；执行第一退火，以使得所述第二金属层与所述掺杂区之间形成所述欧姆接触，并使得所述第二初始半导体层变为包括量子点的所述第二半导体层。
在一些实施例中，在所述第二半导体层上形成所述第一金属层后，执行第二退火以形成所述肖特基接触。
在一些实施例中，所述第一半导体层的材料包括SiC，所述第二半导体层的材料包括GaN。
在一些实施例中，所述提供衬底结构包括：提供所述衬底；在所述衬底上形成所述第一半导体层；在所述第一半导体层上形成具有第二开口的掩模层；以所述掩模层为掩模，对所述第二开口下方的所述第一半导体层进行掺杂，以形成所述掺杂区；在形成所述掺杂区后，去除所述掩模层。
在一些实施例中，所述掺杂包括离子注入。
在一些实施例中，所述掺杂的杂质包括Al。