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CN115985983A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211260439.9(22)申请日2022.10.14(30)优先权数据21202841.92021.10.15EP(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T·莫诺(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(51)Int.Cl.H01L31/0352(2006.01)H01L31/109(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)摘要本公开的各实施例总体上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种子层、分离层、异质外延结构和第一介电材料层，种子层包括第一半导体材料，种子层包括第一面、相对的第二面以及连接第一面和第二面的侧面，分离层布置在种子层的第一面处，分离层包括孔，异质外延结构至少在孔中生长在种子层的第一面处并且包括不同于第一半导体材料的第二半导体材料，第一介电材料层布置在种子层的第二面处并且覆盖种子层的侧面。CN115985983ACN115985983A权利要求书1/2页1.一种异质外延半导体器件(100)，包括：种子层(110)，包括第一半导体材料，所述种子层(110)包括第一面(111)、相对的第二面(112)以及连接所述第一面(111)和所述第二面(112)的侧面(113)，分离层(120)，布置在所述种子层(110)的所述第一面(111)处，所述分离层(120)包括孔(150)，异质外延结构(130)，至少在所述孔(150)中生长在所述种子层(110)的所述第一面(111)处，并且包括不同于所述第一半导体材料的第二半导体材料，以及第一介电材料层(140)，布置在所述种子层(110)的所述第二面(112)处并且覆盖所述种子层(110)的所述侧面(113)。2.根据权利要求1所述的异质外延半导体器件(100)，其中所述异质外延结构(130)包括布置在所述孔(150)内的主干部分(131)和布置在所述主干部分(131)和所述分离层(120)之上的顶部部分(132)，其中所述主干部分(131)的横向延伸部小于所述顶部部分(132)的横向延伸部，所述横向延伸部是平行于所述种子层(110)的所述第一面(111)测量的。3.根据权利要求2所述的异质外延半导体器件(100)，其中所述顶部部分(132)具有基本上金字塔形的形状。4.根据权利要求2或3中一项所述的异质外延半导体器件(100)，其中所述主干部分(131)的纵横比在100:1至1:100的范围内，特别是在1:1至1:10的范围内。5.根据前述权利要求中一项所述的异质外延半导体器件(100)，其中所述种子层(110)的、平行于所述种子层(110)的所述第一面(111)被测量的横向尺寸在10μm以下，特别是在5μm以下。6.根据前述权利要求中一项所述的异质外延半导体器件(100)，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。7.根据前述权利要求中一项所述的异质外延半导体器件(100)，其中所述分离层(120)包括掩埋介电材料层。8.根据前述权利要求中一项所述的异质外延半导体器件(300)，还包括：一个或多个晶体管或二极管结构(310，320)，布置在所述种子层(110)的所述第二面(112)处，其中所述一个或多个晶体管或二极管结构(310，320)布置在所述第一介电材料层(140)内。9.根据权利要求8所述的异质外延半导体器件(300)，还包括：一个或多个金属触点(330)，至少部分穿过所述第一介电材料层(140)延伸到所述一个或多个晶体管或二极管结构(310，320)。10.根据前述权利要求中一项所述的异质外延半导体器件(100)，还包括：第二介电材料层(160)，布置在所述分离层(120)处并且至少部分包封所述异质外延结构(130)。11.一种图像传感器，包括：根据前述权利要求中一项所述的异质外延半导体器件(100，300，400，500，600)，其中所述异质外延结构(130)形成所述图像传感器的像素的光敏部分。2CN115985983A权利要求书2/2页12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中所述图像传感器是飞行时间图像传感器。13.一种用于制造异质外延半导体器件的方法(700)，所述方法(700)包括：提供(701)结构，所述结构包括：基板，在所述基板上的分离层，以及在所述分离层上的种子层，所述种子层包括第一半导体材料，并且所述种子层包括第一面、相对的第二面以及连接所述第