异质外延半导体器件和制造异质外延半导体器件的方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115985933A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211260522.6(22)申请日2022.10.14(30)优先权数据21202870.82021.10.15EP(71)申请人英飞凌科技股份有限公司地址德国诺伊比贝尔格(72)发明人S·帕拉斯坎德拉D·奥芬贝格B·宾德(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所11256专利代理师李兴斌崔慧玲(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/267(2006.01)H01L27/146(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称异质外延半导体器件和制造异质外延半导体器件的方法(57)摘要本公开的实施例涉及异质外延半导体器件和制造异质外延半导体器件的方法。一种异质外延半导体器件，包括：体半导体衬底；包括第一半导体材料的种子层，该种子层被布置在体半导体衬底的第一侧处并且包括面对体半导体衬底的第一侧、相对的第二侧和连接第一侧和第二侧的横向侧；布置在体半导体衬底和种子层之间的分隔层；异质外延结构，其在种子层的第二侧上生长并且包括与第一半导体材料不同的第二半导体材料；以及介电材料层，其被布置在种子层上并且至少部分地包封异质外延结构，其中介电材料层还覆盖种子层的横向侧。CN115985933ACN115985933A权利要求书1/2页1.一种异质外延半导体器件，包括：体半导体衬底，种子层，包括第一半导体材料，所述种子层被布置在所述体半导体衬底的第一侧处并且包括面对所述体半导体衬底的第一侧、相对的第二侧以及使所述第一侧和所述第二侧连接的横向侧，分隔层，布置在所述体半导体衬底与所述种子层之间，异质外延结构，在所述种子层的所述第二侧上生长并且包括与所述第一半导体材料不同的第二半导体材料，以及介电材料层，被布置在所述种子层上并且至少部分地包封所述异质外延结构，其中所述介电材料层也覆盖所述种子层的所述横向侧。2.根据权利要求1所述的异质外延半导体器件，其中所述异质外延结构包括连接到所述种子层的体部分和布置在所述体部分的顶部上的顶部部分，其中所述体部分的横向延伸小于所述顶部部分的横向延伸，所述横向延伸是平行于所述种子层的第二侧而被测量的。3.根据权利要求2所述的异质外延半导体器件，其中所述介电材料层包括下介电材料层和上介电材料层，其中所述体部分被布置在所述下介电材料层内，并且所述顶部部分被布置在所述上介电材料层内。4.根据权利要求2或3所述的异质外延半导体器件，其中所述顶部部分具有基本上金字塔形的形状。5.根据权利要求2至4中任一项所述的异质外延半导体器件，其中所述体部分具有在100:1至1:100的范围内的纵横比，特别是在1:1至1:10的范围内。6.根据前述权利要求中任一项所述的异质外延半导体器件，其中所述种子层具有平行于所述种子层的第二侧测量的10μm或更小的横向维度，特别是5μm或更小。7.根据前述权利要求中任一项所述的异质外延半导体器件，其中所述第一半导体材料是Si并且所述第二半导体材料是Ge。8.根据前述权利要求中任一项所述的异质外延半导体器件，其中所述分隔层包括在所述体半导体衬底内的掩埋介电材料层或空腔。9.根据前述权利要求中任一项所述的异质外延半导体器件，其中所述体半导体衬底包括凹陷，并且其中所述分隔层和所述种子层被布置在所述凹陷内。10.一种图像传感器，包括：根据前述权利要求中任一项所述的异质外延半导体器件，其中所述异质外延结构形成所述图像传感器的像素的光敏部分。11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述图像传感器是包括光子混合器器件的飞行时间图像传感器。12.根据权利要求10或11所述的图像传感器，所述图像传感器还包括：电子像素读出部分，被横向布置在所述异质外延半导体器件旁边并且被配置为读出所述像素，其中所述读出部分包括与所述种子层共面并横向地距所述种子层一定距离布置的另2CN115985933A权利要求书2/2页一种子层。13.一种用于制造异质外延半导体器件的方法，所述方法包括：设置衬底，所述衬底包括体半导体衬底、布置在所述体半导体衬底上的分隔层和布置在所述分隔层上的第一半导体材料的种子层，其中所述种子层包括面对所述体半导体衬底的第一侧、相对的第二侧以及使所述第一侧和所述第二侧连接的横向侧，在所述种子层上沉积介电材料层，使得所述介电材料层覆盖所述种子层的所述第二侧和所述横向侧，在所述介电材料层中产生孔洞，使得所述种子层的所述第二侧暴露在所述孔洞中，以及从所述孔洞中开始，在所述种子层上生长与所述第一半导体材料不同的第二半导体材料的异质外延结构。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述介电材料层包括下介电材料层和上介电材料层，其中所述孔洞被