锗上的接触区

摘要

本公开涉及一种在覆盖包含锗的半导体区域的绝缘层中形成开口的方法，其相继包括：在绝缘层上形成第一掩蔽层；在第一掩蔽层上形成包含开口的第二掩蔽层；在第一掩蔽层中蚀刻开口，与第二掩蔽层的开口成一条直线；通过氧基蚀刻去除第二掩蔽层；和通过氟基刻蚀形成与第一掩蔽层的开口成一条直线的所述绝缘层的开口。

权利要求

1.一种在覆盖包含锗的半导体区域(110；110N，110P)的绝缘层(510)中形成开口(600)的方法，所述方法相继地包含：a)在绝缘层(510)上形成第一掩蔽层(1110)；

b)在第一掩蔽层(1110)上形成包含开口(1122)的第二掩蔽层(1120)；

c)蚀刻在第一掩蔽层中的开口(1210)，所述开口(1210)与第二掩蔽层的开口成一条直线；

d)通过氧基蚀刻去除第二掩蔽层(1120)；和

e)通过蚀刻形成与第一掩蔽层的开口成一条直线的所述绝缘层(510)的开口(600)，其中所使用的反应分子中少于5％是氧分子。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述绝缘层(510)由硅氧化物形成。

3.根据权利要求1所述的方法，其中第一掩蔽层(1110)由电绝缘材料制成，所述电绝缘材料优选地选自由HfO2、Al2O3、AlN、ZnO、SiN和Si3N4形成的组。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤e)包含用基于C4F8和/或CHF3的等离子体和/或用HF溶液蚀刻。

5.根据权利要求1所述的方法，其中第二掩蔽层(1120)是由光刻产生的聚合物层。

6.根据权利要求1所述的方法，其中附加层(500)位于所述半导体区域(110)与所述绝缘层(510)之间，所述附加层优选由硅制成或具有大于70％的硅原子百分比。

7.一种形成接触区(400)的方法，其包含实施根据权利要求1所述的方法，所述接触区是与相同半导体区域(110)接触的区并且包含其中多于70％的非金属原子是硅的金属间化合物区(420)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中形成所述金属间化合物区(420)包含使半导体与金属区域(130A)反应，第一掩蔽层(1110)和所述金属区域(130A)包含相同的金属。

9.根据权利要求7所述的方法，其中形成所述金属间化合物区(420)包含使半导体与覆盖有保护层(140)的金属区域(130A)反应，第一掩蔽层(1110)和所述保护层(140)包含相同的金属。

10.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含形成覆盖所述接触区(400)和所述开口(600)壁的导电层(2010)，和用覆盖所述导电层(2010)的导体(700)填充所述开口。

11.一种形成光电二极管的方法，其包含通过根据权利要求7所述的方法形成分别与包含锗的第一半导体区域(110N)和第二半导体区域(110P)接触的第一接触区(400N)和第二接触区(400P)，所述第一半导体区域和第二半导体区域掺杂有相反导电类型并由包含本征锗的第三半导体区域(100I)分隔。

12.根据权利要求11所述的方法，其中硅-锗层(2130)位于第三区域(100I)与所述绝缘层(510)之间并且与第三区域(100I)接触。

13.根据权利要求12所述的方法，其中本征锗层(2140)位于所述硅-锗层(2130)与所述绝缘层(510)之间。

14.根据权利要求13所述的方法，其包含形成界定所述本征锗层(2140)并位于所述本征锗层与第一接触区(400N)和第二接触区(400P)之间的绝缘区(2210)。

15.一种光电二极管(2100；2200)，其通过根据权利要求11所述的方法形成。

说明书

锗上的接触区

[0001] 本申请要求法国专利申请号FR19/09581的优先权权益，其内容通过以法律允许的最大程度整体引用而并入本文。

技术领域

[0002] 本公开一般涉及电子器件，更特别地涉及包含锗的电子器件，和电子元件制造方法。

背景技术

[0003] 某些电子元件如晶体管、二极管等，利用锗的性质。例如，PIN型光电二极管，即包含在N型和P型掺杂半导体区域之间的本征半导体区域的光电二极管，可以基于锗。然后，光电二极管可以检测具有在0.9μm至1.5μm的范围内的波长的光辐射。

[0004] 在这样的元件中，包含锗的区域旨在通过导电连接体与其它器件电连接。该区域和导电连接体之间的电接触通过接触区保证。

[0005] 接触区通常位于形成在绝缘层中的开口的底部处。

发明内容

[0006] 需要降低已知的包含锗的半导体区上的接触区的电阻和/或增加其可靠性。

[0007] 需要简化已知的形成在包含锗的半导体区上的接触区的方法。

[0008] 一个实施方案克服了已知的与包含锗的半导体区域接触的区的全部或部分缺点。

[0009] 一个实施方案克服了已知的形成与包含锗的半导体区域接触的区的方法的全部或部分缺点。

[0010] 一个实施方案克服了在覆盖包含锗的半导体区域的绝缘体中蚀刻开口的方法的全部或部分缺点。

[0011] 一个实施方案克服了已知的包含本征锗区域的PIN型光电二极管的全部或部分缺点。特别地，一个实施方案提供一种具有降低的暗电流的光电二极管。

[0012] 因此，根据第一个方面，一个实施方案提供一种形成与主要由锗制成的半导体区域电接触的区的方法，其包含形成由其中多于70％的非金属原子是硅原子的第一金属间化合物材料制成的第一区。

[0013] 一个实施方案提供一种电子器件，其包含主要由锗制成的半导体区域，和与半导体区域电接触的区，接触区包含由其中多于70％的非金属原子是硅原子的第一金属间化合物材料制成的第一区。

[0014] 根据一个实施方案，所述接触区在第一区和半导体区域之间包含由其中非金属原子主要是锗原子的第二金属间化合物材料制成的第二区。

[0015] 根据一个实施方案，第一金属间化合物材料和第二金属间化合物材料各自的金属原子主要是镍原子。

[0016] 根据一个实施方案，第一金属间化合物材料和第二金属间化合物材料中的每一种包含铂和/或钴。

[0017] 根据一个实施方案，第一金属间化合物材料包含锗。

[0018] 根据一个实施方案，形成第一区依次包含：a)形成覆盖半导体区域且包含至少70％的硅原子的至少一个半导体层；b)在所述至少一个半导体层上形成金属区域；和c)使所述金属区域与所述至少一个半导体层的至少一部分反应。

[0019] 根据一个实施方案，所述方法进一步包含使所述金属区域的材料与所述半导体区域的材料反应。

[0020] 根据一个实施方案，步骤c)包含：第一热处理，优选在低于300℃的温度下；去除金属区域在第一热处理期间未反应的部分；和第二热处理，优选在390℃至420℃的温度下。

[0021] 根据一个实施方案，所述方法包含，在步骤b)之前，在所述金属区域上形成保护层，所述保护层优选由氮化钛制成。

[0022] 根据一个实施方案，所述方法包含依次形成：包含至少70％的硅原子的附加半导体层；覆盖附加半导体层的绝缘层；和穿过绝缘层和附加半导体层的开口，所述至少一个半导体层形成于所述开口中，并且与附加半导体层位于开口周围的部分形成连续层。

[0023] 根据一个实施方案，所述方法依次包含形成：包含至少70％的硅原子的第一半导体层与主要由锗形成的第二半导体层交替的多层；覆盖所述多层的绝缘层；和穿过绝缘层和一部分所述多层的开口，所述至少一个半导体层由在所述开口下方保持完好的第一层形成。

[0024] 根据一个实施方案，所述多层是单晶的。

[0025] 另一个实施方案提供一种制造电子器件的方法，所述方法包含实施如上文定义的方法。

[0026] 另一个实施方案提供一种包含如上定义的器件的光电二极管或一种通过如上定义的方法获得的器件。

[0027] 根据第二个方面，一个实施方案提供一种在覆盖包含锗的半导体区域的绝缘层中形成开口的方法，所述方法相继地包含：a)在绝缘层上形成第一掩蔽层；b)在第一掩蔽层上形成包含开口的第二掩蔽层；c)在第一掩蔽层中蚀刻开口，与第二掩蔽层的开口成一条直线；d)通过氧基蚀刻去除第二掩蔽层；和e)通过氟基刻蚀形成与第一掩蔽层的开口成一条直线的所述绝缘层的开口，其中使用的反应性分子中的少于5％是氧分子。

[0028] 根据一个实施方案，所述绝缘层由氧化硅制成。

[0029] 根据一个实施方案，第一掩蔽层由电绝缘材料制成，所述电绝缘材料优选地来自由HfO2、Al2O3、AlN、ZnO、SiN和Si3N4形成的组。

[0030] 根据一个实施方案，步骤e)包含用基于C4F8和/或CHF3的等离子体和/或HF溶液蚀刻。

[0031] 根据一个实施方案，第二掩蔽层是由光刻产生的聚合物层。

[0032] 根据一个实施方案，附加层位于所述半导体区域与所述绝缘层之间，所述附加层优选由硅制成或具有大于70％的硅原子百分比。

[0033] 一个实施方案提供一种形成接触区的方法，所述方法包含实施如上文定义的方法，所述接触区是与所述半导体区域接触的区并且包含其中多于70％的非金属原子是硅原子的金属间化合物区。

[0034] 根据一个实施方案，形成所述金属间化合物区包含使半导体与金属区域反应，第一掩蔽层和所述金属区域包含相同的金属。

[0035] 根据一个实施方案，形成金属间化合物区包含使半导体与覆盖有保护层的金属区域反应，第一掩蔽层和所述保护层包含相同的金属。

[0036] 根据一个实施方案，所述方法进一步包含形成覆盖接触区和开口壁的导电层，和用覆盖所述导电层的导体填充所述开口。

[0037] 一个实施方案提供一种形成光电二极管的方法，其包含通过如上文所定义的方法形成分别与包含锗的第一半导体区域和第二半导体区域接触的第一区和第二区，所述第一半导体区域和第二半导体区域掺杂有相反导电类型并由包含本征锗的第三半导体区域分隔。

[0038] 根据一个实施方案，硅-锗层位于第三区域与所述绝缘层之间并且与第三区域接触。

[0039] 根据一个实施方案，本征锗层位于所述硅-锗层与所述绝缘层之间。

[0040] 根据一个实施方案，所述方法包含形成界定所述本征锗层并位于所述本征锗层与第一接触区和第二接触区之间的绝缘区。

[0041] 一个实施方案提供一种通过如上定义的方法形成的光电二极管。

附图说明

[0042] 将在以下参照附图对以示例性而非限制性的方式给出的具体实施方案的描述中详细描述上述特征和优点以及其他特征和优点，其中：

[0043] 图1是示出制造接触区的方法的第一个实施方案的一个步骤的局部简化截面图；

[0044] 图2是示出第一个实施方案的另一个步骤的局部简化截面图；

[0045] 图3是示出第一个实施方案的另一个步骤的局部简化截面图；

[0046] 图4是示出第一个实施方案的另一个步骤的局部简化截面图；

[0047] 图5是示出制造接触区的方法的第二个实施方案的一个步骤的局部简化截面图；

[0048] 图6是示出第二个实施方案的另一个步骤的局部简化截面图；

[0049] 图7是示出第二个实施方案的另一个步骤的局部简化截面图；

[0050] 图8是示出制造接触区的方法的第三个实施方案的一个步骤的局部简化截面图；

[0051] 图9是示出第三个实施方案的另一个步骤的局部简化截面图；

[0052] 图10是示出第三个实施方案的另一个步骤的局部简化截面图；

[0053] 图11是示出在第二个实施方案的实施例中，在覆盖包含锗的半导体区域的绝缘层中形成开口的方法的实施模式的一个步骤的部分简化截面图；

[0054] 图12是示出形成开口的方法的实施模式的另一个步骤的局部简化截面图；

[0055] 图13是示出形成开口的方法的实施模式的另一个步骤的局部简化截面图；

[0056] 图14是示出形成开口的方法的实施模式的另一个步骤的局部简化截面图；

[0057] 图15是示出形成开口的方法的实施模式的另一个步骤的局部简化截面图；

[0058] 图16是示出制造接触区的方法的第四个实施方案的局部简化截面图，其实施图11至15的步骤；

[0059] 图17是示出形成开口的方法的供选择的实施模式的局部简化截面图；

[0060] 图18是示出第四个实施方案的变型的步骤的局部简化截面图，其实施图17的变型；

[0061] 图19是示出第四个实施方案的变型的另一个步骤的局部简化截面图；

[0062] 图20是示出制造接触区的方法的第五个实施方案的局部简化截面图，其实施图17的变型；

[0063] 图21是示出光电二极管的实施方案的局部简化截面图；

[0064] 图22是示出光电二极管的另一个实施方案的局部简化截面图。

具体实施方式

[0065] 在各个附图中，相同的特征由相同的附图标记表示。特别地，在各种实施方案中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以设置相同的结构、尺寸和材料特性。

[0066] 为了清楚起见，仅详细示出和描述了对理解本文描述的实施方案有用的步骤和部件。特别地，在电子元件中，没有描述除了包含锗的半导体区域、接触区和电导体之外的部件，实施方案与包含锗区域的已知电子元件兼容。

[0067] 除非另外说明，当提及两个部件连接在一起时，这表示没有除了导体之外的任何中间部件的直接连接，并且当提及两个部件偶联在一起时，这表示这两个部件可以连接或者它们可以通过一个或多个其它部件偶联。

[0068] 在以下公开中，除非另外说明，当提及绝对位置限定词时，如术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”等，或提及相对位置限定词时，如术语“以上”、“以下”、“较高”、“较低”等，或提及取向限定词，例如“水平”、“垂直”等，则是指图中所示的取向。

[0069] 除非另有说明，表述“约”、“近似”、“基本上”和“大约”表示在10％内，并且优选在5％内。

[0070] 图1至4是示出在包含锗的区域上制造接触区的方法的实施方案的步骤的局部简化截面图。

[0071] 所述方法在制造包含一个或多个包含锗或由锗形成的元件的电子器件期间实施。所述器件可以包含电子集成电路芯片或由其形成。这样的芯片由半导体晶片部分和如电子元件的部件限定，所述部件整体地位于晶片的内部和晶片表面的顶部。特别地，所述方法可以被实施以用于制造包含锗的光电二极管。

[0072] 在图1的步骤中，提供基底100。基底100可以由例如由锗制成的半导体晶片部分形成。基底100还可以由覆盖支撑物(例如半导体晶片)的上表面的层形成。

[0073] 包含锗的半导体区域110位于基底100的表面的侧面上，例如，基底100的前表面或上表面。在基底100包含锗或由锗形成的情况下，区域110例如是基底的掺杂区域。在基底100由锗以外的另一种半导体例如硅制成的情况下，半导体区域110可以已经例如形成在蚀刻到基底100中的空腔中。优选地，半导体区域110是单晶的，基底100优选地是单晶的。然后，半导体区域110可以由外延产生。

[0074] 区域110主要，即大体上，由锗形成。换言之，区域110由锗的原子百分比大于50％，优选大于90％的半导体材料形成。在优选实施例中，区域110由锗例如掺杂的锗形成。更优选地，区域110由单晶锗制成。在另一个实施例中，区域110由硅-锗例如掺杂的硅-锗形成。

[0075] 在半导体区域110上形成具有大于70％的硅原子百分比的半导体层120。层120除了硅之外可以包含不同于硅的类金属，优选锗。在优选实施例中，层120由硅制成。在另一个实施例中，层120由硅-锗制成。

[0076] 优选地，半导体层120是单晶的。为达此目的，层120可以通过在单晶区域110上外延而获得。半导体层120的厚度小于使外延层为单晶的厚度阈值。所述厚度阈值可以根据半导体层120和半导体区域110的组成来实验确定。对于锗区域110上的外延硅层120，该阈值为约2nm。作为变型，半导体层120不是单晶的。层120的厚度则可以大于厚度阈值。

[0077] 然后形成覆盖半导体层120的金属层130。优选地，金属层130包含镍，例如，基本上由镍制成，例如，由镍制成。优选地，层130除了镍之外包含铂和/或钴。在优选实施方案中，层130的金属包含镍和钴，更优选地由镍和钴形成，钴的原子百分比在5％至20％的范围内。在另一个优选实施例中，层130的金属包含镍和铂，更优选地由镍和铂形成，铂的原子百分比在5％至15％的范围内。

[0078] 优选地，金属层130的厚度大于半导体层120的厚度的一半。更优选地，金属层130的厚度在7至50nm的范围内。

[0079] 优选地，在沉积金属层130之前，预先进行半导体层120的上表面的制备。表面制备步骤例如包含在基于氢氟酸的液相中处理，然后等离子体处理。等离子体可以是氩基的，或者例如是以商品名称SiconiTM已知的类型。然后依次进行等离子体处理和金属层130的沉积而不破坏真空。这使得能够避免在半导体层120与金属层130之间存在杂质如氧化物。这样的杂质可能由于在层120的沉积步骤之后或在液相表面制备步骤之后暴露于空气引起。半导体层120和金属层130因此彼此直接接触。

[0080] 优选地，在形成金属层130之后，在层130上形成保护层140。优选在沉积金属层130之后形成该层而不破坏真空。层140旨在在所述方法的后续步骤期间保护位于层140以下的结构免于氧化。优选地，保护层140由氮化钛形成。作为变型，可以省略保护层140。

[0081] 在图2的步骤中，进行第一热处理。更特别地，这样的热处理对应于图1中获得的结构的退火。第一热处理在能够使金属层130的金属与半导体层120的材料部分地反应的温度下进行。因此获得层220而不是层120。第一热处理的温度优选地小于或等于300℃，例如在250℃至300℃的范围内，这允许包含镍的层130与半导体层120的材料的部分反应。

[0082] 优选地，第一热处理在氮的存在下进行。氮优选处于大气压下或比大气压大小于1bar的压力下。第一热处理的持续时间优选在10s至120s的范围内。

[0083] 层220包含金属间化合物材料或金属间化合物，优选由金属间化合物材料或金属间化合物制成，所述金属间化合物材料或金属间化合物即为，一种或多种金属化学元素与一种或多种能够进入半导体组成中的化学元素(通常为类金属)的缔合体。优选地，金属间化合物材料具有缔合金属化学元素和非金属化学元素的晶体结构。在层220中，非金属化学元素基本上由半导体层120的材料形成。特别地，半导体层120的原子多于70％是硅原子的事实意味着层220的非金属原子多于70％是硅原子。在优选实施例中，层220的金属间化合物材料是镍硅化物或包含镍的硅化物。在另一个优选实施方案中，层220的金属间化合物材料是镍锗硅化物或包含镍的锗硅化物。

[0084] 优选地，在图1的步骤中选择的金属层130的厚度足以使层130的金属的一部分与半导体区域110的上部反应。该反应产生位于层220下方的层210。层210包含金属间化合物材料，优选由金属间化合物材料形成。由于区域110主要由锗形成，因此层210的非金属原子主要是锗原子。因此，当金属层130由镍形成或包含镍时，层210的金属间化合物材料由锗化镍或包含镍的锗化物形成。

[0085] 优选地，在图1的步骤中选择的金属层130的厚度足以使金属层130的一部分230不与半导体层120和半导体区域110反应。

[0086] 在图3的步骤中，去除可能的保护层140以及层130未反应的部分230。这样的去除相对于层220的材料是选择性的。去除例如在基于硫酸和基于过氧化氢的蚀刻溶液中进行，或也例如在基于氢氯酸和基于硝酸的蚀刻溶液中进行。由于层220除了金属元素之外包含多于70％的硅原子，因此这样的溶液能够蚀刻层130和140的材料而不去除或改变层220。

[0087] 在图4的步骤中，进行第二热处理。所述热处理对应于在图3的步骤中获得的结构的退火。这将层210和220转化为相应的层410和420。

[0088] 当层130包含镍时，所述热处理温度优选高于或等于390℃。这使得在第二热处理之后，层420的金属间化合物材料的相具有的电阻率小于该金属间化合物的其他相的电阻率。特别地，这使得层420能够包含与非金属原子相同比例的金属原子，例如，能够包含相同的镍和硅的原子比例(NiSi)。例如，在第二退火期间，在图3的步骤中被包含在层220中的镍的一部分与半导体区域110反应。然后，层410的厚度大于层210的厚度(图2和3)。作为变型，在第一热处理期间不形成层210，并且在第二热处理期间仅形成层410。在图1的步骤中金属层130的厚度优选大于半导体层120的厚度的一半的上述事实使得能够在第二热处理期间获得层410。

[0089] 进一步地，当层130包含镍时，所述热处理温度优选低于420℃。这使得能够优化层410的锗化镍的电阻率，并且避免太高的温度劣化该电阻率。

[0090] 由此获得的由层410和420限定的金属间化合物区在半导体区域110上形成电接触区400。

[0091] 可以设计形成不包含层420的接触区。为达此目的，可以想象实施与图1至4的步骤类似的步骤，然而不形成硅层120。然而，在去除金属层未反应的部分的步骤中，如图3的步骤中，锗与蚀刻溶液之间的接触将有将锗氧化并将氧化锗溶解在溶液中的风险。这将损坏半导体区域110。这将导致接触区的可靠性和电阻的问题。

[0092] 因此，层420的存在使得能够获得在锗上的接触区400，所述在锗上的接触区400具有比不包含这样的层的接触区更好的电阻率和可靠性。

[0093] 图5至7是示出制造在包含锗的半导体区域110上的接触区的方法的另一个实施方案的步骤的局部简化截面图。半导体区域110与关于图1描述的半导体区域相同或相似，并且优选地位于基底100的上部。

[0094] 在图5的步骤中，优选地，在半导体区域110的上表面上形成包含硅的半导体层500。层500由硅形成或具有大于70％的硅原子百分比。作为实例，在半导体区域110的表面上通过外延生长层500。层500的厚度在1nm至3nm的范围内，优选大约2nm。

[0095] 然后在半导体层500上形成电绝缘层510。绝缘层510可以由硅氧化物制成，优选由二氧化硅制成，更优选由原硅酸四乙酯(TEOS)的水解产生。在一个实施例中，绝缘硅氧化物层510是钝化层。优选地，绝缘层510的厚度是大约100nm或大于100nm。

[0096] 在图6的步骤中，蚀刻在将来接触区的位置处彻底穿过绝缘层510的开口600。优选地，仅在半导体区域110的一部分上方形成开口600。所述开口的宽度可以在300nm至1.5μm的范围内。开口600与在绝缘层中获得开口的任何通常方法兼容，所述通常方法例如是光刻之后进行等离子体蚀刻(未示出蚀刻掩模)。实践中，开口600继续穿过层500向下至位于半导体区域110中的水平。开口600的底部602与半导体层500的上表面604之间的水平差，即在垂直于基底100的上表面的方向上的距离，例如在5nm至30nm的范围内，优选地大约10nm。

[0097] 然后通过外延生长半导体层120A。层120A在其组成和其厚度上与图1至图4的方法的半导体层120相同。半导体层120A从开口600的底部602和其侧壁的位于层500的上水平604以下的部分开始增加。结果，由层120A限定的半导体区域与层500的其余部分一起形成覆盖半导体区域110的连续半导体层，即不包含开口的连续半导体层，这样的连续层包含至少70％的硅。

[0098] 此后，依次形成关于图1描述的金属层130和可能的保护层140。层130和层140覆盖开口600的底部和绝缘层510的其余部分。优选地，金属层130和保护层140的总厚度小于绝缘层510的总厚度。在示出的实施例中，金属层130和保护层140通过非共形沉积形成，即，这些层的材料仅沉积在向上朝向的表面上。由于金属层130的厚度小于绝缘层510的厚度的事实，这导致金属区域130A，其不与层130的其余部分接触，并且位于开口600的底部。本文描述的步骤不是限制性的，并且可以使用能够在仅半导体区域110的一部分上形成金属区域130A的任何方法。作为变型，可以通过共形沉积形成金属层130和/或保护层140。

[0099] 在图7的步骤中，实施图2至图4的步骤，即依次实施第一热处理，去除可能的保护层140和去除金属层130的剩余部分，和第二热处理。这在主要由锗形成的区域110上产生包含由半导体层120A形成的金属间化合物区420的接触区。在区420的非金属原子中，多于70％是硅原子。优选地，以与图4的层420相同的方式，区420的非金属原子是硅原子。更优选地，区420包含硅化镍。

[0100] 优选地，对于图1至图4的方法，金属层130被选择为足够厚以在层420下方形成金属间化合物区410，其中非金属原子主要是锗原子。更优选地，区410包含镍锗，例如由镍锗形成。

[0101] 然后，用电导体700填充开口600。导体700使得能够建立与半导体区域110的电连接。例如，导体700可以被覆盖并且与电子芯片的元件之间的电连接的轨迹接触。

[0102] 图5至图7的方法的优点在于，与半导体区域110接触的区(由区420和区410形成)与导体700自对准。在包含通过图5至图7的方法获得的多个接触区的电子芯片中，与其中接触区不如此自对准的器件相比，这使得能够具有更接近的接触区。因此可以增加即改善芯片元件密度。

[0103] 图8至10是示出在包含锗的半导体区域110上形成局部接触区的方法的另一个实施方案的步骤的局部简化截面图。图8至10是示出在包含锗的半导体区域110上形成局部接触区的方法的另一个实施方案的步骤的局部简化截面图。

[0104] 在图8的步骤中，半导体区域110覆盖有多层800，所述多层800交替地包含硅层802和锗层804。更特别地，层802具有大于70％的硅原子比例。优选地，层802由硅形成或由具有大于70％的硅原子比例的硅-锗形成。层804由锗形成或主要由锗形成。优选地，层804由锗形成，或由硅-锗形成，所述硅-锗主要由锗形成。作为实例，多层800的厚度大于10nm，优选大约15nm。优选地，层802具有相同的厚度。优选地，层804具有相同的厚度。优选地，层802和层804都具有相同的厚度。

[0105] 优选地，在单晶区域110的上表面上通过外延形成多层800。层802和804中的每一个都具有小于厚度阈值的厚度，在所述阈值以下所述层保持单晶。实践中，这样的阈值或临界厚度取决于层802和层804的组成。作为实例，层802和804中的每一个具有大约2nm或小于2nm的厚度。因此，获得的多层800是单晶的。

[0106] 然后实施类似于图5和图6的步骤，即，依次形成绝缘层510，彻底穿过绝缘层510的开口600，金属层130，和可能的保护层140。实践中，开口600向下延伸至位于多层800内部的水平。在示出的实施例中，开口600的底部位于主要由锗形成的层804中的层804A中。在另一个实施例中，开口600的底部在层802之一的内部，或在层802之一与层804之一之间的界面处截止。包含至少70％的硅的层802中的至少一个不被开口600到达，因此保持完好。在示出的实施例中，层802中的两个不被蚀刻。

[0107] 在图9的步骤中，依次实施了图2和图3的步骤，即第一热处理和去除可能的保护层140和去除金属层130的剩余部分。优选地，在图8的步骤中沉积的金属层130的厚度被选择为足以用于层802和层804中的每一个以及半导体区域110的一部分与金属层130的金属反
应。层802、804中的每一个与金属区域130A的材料的反应在开口600下方产生区902。位于区
902之间的结构部分和图中由虚线910界定的多层800的其余部分未示出。

[0108] 优选地，由层804A与金属层130的材料的反应产生的层904A(以虚线示出)也被去除。优选使用与用于去除金属区域130A的剩余部分的蚀刻溶液相同的蚀刻溶液来进行这样的去除。这是可能的，因为区904A的非金属原子主要是锗原子。这能够避免保留将被蚀刻溶液损坏的区904A。因此使得在去除之前在区904A下方并与区904A接触的区902的上表面可接近。由于区902的多于70％或全部非金属原子由硅形成的事实，蚀刻溶液使区902保持完好。因此区902不被蚀刻损坏。因此，通过区902中的至少一个保护半导体区域110免受蚀刻溶液的影响。

[0109] 在图10的步骤中，进行第二热处理，如关于图4所描述的。这将区902转化为区1002和区1004。这导致在此实例中由多个堆叠的金属间化合物区形成的接触区。相邻的金属间化合物区彼此接触。从半导体区域110开始，接触区依次包含由半导体区域110的一部分与金属层130的反应产生的区410；和：

[0110] -区1002，其具有多于70％的由硅形成的非金属原子；或

[0111] -多个区1002，其具有多于70％的由硅形成的非金属原子，被非金属原子主要由锗形成的一个或多个区1004分开。

[0112] 然后用电导体700填充开口600的空腔的剩余部分，电导体700优选是金属的。位于接触区的上部中的区1002与导体700电接触。由于在去除金属层130的未反应部分期间上部区902(图9)没有改变的事实，以及由于在区1002和电导体700之间没有源自区904A的金属间化合物区的事实，优化了接触区与导体700之间的电阻和接触的可靠性。

[0113] 在单晶叠层800的优选情况下，接触区和半导体区域110的组件是单晶的。进而，接触区的电阻小于非单晶接触区的电阻。这提供了电阻的额外改善。

[0114] 图11至15是示出在第二个实施方案的实施例(图5至7)中，在覆盖包含锗的半导体区域的绝缘层中形成开口的方法的实施模式的连续步骤的局部简化截面图。更具体地，所述方法在此应用于由在图5的步骤中获得的结构，在覆盖半导体区域110的绝缘层510中形成开口600(图6)。

[0115] 如关于图5所提及的，层510优选地由硅氧化物形成，更优选地由二氧化硅形成，仍更优选地由TEOS的水解产生。在一种变型中，层510也可由氮化硅形成。

[0116] 在如上文所述的图5的步骤中获得的结构的实施例中，附加半导体层500位于绝缘层510下方。更特别地，半导体层500位于半导体区域110与绝缘层510之间。半导体层500与绝缘层510接触。层500由硅形成，或具有大于70％的硅原子百分比，层500例如由硅-锗形成。相对于不包含层500的结构，与绝缘层510接触的硅层500能够改善绝缘层510的稳定性。

[0117] 在图11的步骤中，在绝缘层510上形成第一掩蔽层1110。掩蔽层是指旨在被一个或多个通孔通穿过并且在蚀刻步骤期间用于仅使蚀刻反应物通过这些孔的层。

[0118] 优选地，第一掩蔽层1110由介电材料形成，即，是电绝缘的。一个优点在于，这样的材料可以留在绝缘层510上的适当位置，而不在与第一掩蔽层1110接触的将来导电部件之间产生短路。由此避免去除第一掩蔽层1110的步骤。

[0119] 第一掩蔽层1110可以包含由选自由以下形成的组的材料制成的至少一个层，例如由其组成：

[0120] -氧化铪HfO2，其优选地通过原子层沉积ALD沉积；

[0121] -氧化铝Al2O3，其优选通过ALD沉积；

[0122] -氮化铝AlN，其优选通过物理气相沉积PVD沉积；

[0123] -氧化锌ZnO，其优选通过PVD沉积；以及

[0124] -硅氮化物如SiN或Si3N4，其优选通过化学气相沉积CVD，更优选低压CVD(LPCVD)(即其中压力低于大气压)沉积。

[0125] 然后在第一掩蔽层1110上形成包含开口1122的第二掩蔽层1120。开口1122被垂直地定位成与将来开口600的位置成一条直线，第二掩蔽层1120由聚合物制成并且优选地由正树脂或负树脂如抗蚀剂的光刻产生。

[0126] 在图12的步骤中，在第一掩蔽层1110中蚀刻与第二掩蔽层1120的开口1122成一条直线位置的通孔1210。所述蚀刻优选在绝缘层510的上表面上截止。作为变型，所述蚀刻在位于绝缘层510中的水平处截止。因此，与开口1210成一条直线，绝缘层510在其厚度的至少一部分上留在半导体层500和半导体区域110上的适当位置。

[0127] 然后可以实施可能的去除蚀刻残余物的步骤(未示出)，即清洗步骤。作为实例，所述清洗是通过氢氟酸HF溶液进行的。

[0128] 在图13的步骤中，通过氧基蚀刻，通常通过等离子体，去除第二掩蔽层。例如，等离子体仅包含氧或除氧之外包含四氟化碳CF4。蚀刻期间的温度通常在120至220℃的范围内。当由光刻或由形成包含开口且可通过氧基蚀刻移除的掩蔽层的任何其它方法产生第二掩
蔽层时，这样的等离子体使得能够移除第二掩蔽层1120。

[0129] 在图14的步骤中，通过氟基蚀刻，即主要通过一种或多种含氟反应物进行的蚀刻，与第一掩蔽层1110的开口1210成一条直线地形成开口600。主要是指多于一半，优选多于90％，或更优选多于99％的用于蚀刻的反应性分子被氟化。更特别地，蚀刻在基本上不存在氧的情况下进行，即，小于5％，优选小于1％的用于蚀刻的反应性分子是氧O2。优选地，小于
5％，更优选小于1％的用于蚀刻的反应性分子包含氧。更优选地，蚀刻反应物是不含氧的。
在本实施方式中，蚀刻是反应性离子蚀刻RIE，例如具有八氟环丁烷C4F8和/或具有三氟甲烷CHF3。

[0130] 第一掩蔽层1110在由HfO2、Al2O3、AlN、ZnO、SiN和Si3N4形成的组中的上述事实使得能够相对于第一掩蔽层1110的材料选择性地蚀刻绝缘层510的材料。实际上，在绝缘层由TEOS水解产生的硅氧化物形成的优选情况下，绝缘层510的蚀刻速度则比掩蔽层材料的蚀刻速度快多于5倍。特别地，根据优选实施方案，第一掩蔽层由HfO2或Al2O3形成，并且由TEOS的水解产生的硅氧化物的蚀刻速度然后比第一掩蔽层材料的蚀刻速度快多于10倍。

[0131] 实践中，蚀刻残余物1410可以保留在开口600的侧面和底部上。然后可以提供下文关于图15描述的清洁步骤。

[0132] 在图5的步骤中，去除蚀刻残余物1410。作为实例，为了实现这一点，使用HF溶液。所述溶液优选具有在0.1至1mol.％的范围内的HF浓度，并且施加在10至30s的范围内的持续时间。

[0133] 因此，在图11至图15的步骤结束时，在覆盖半导体区域110的绝缘层510中获得了开口600。代替用图11至15的步骤形成开口600，在绝缘层510上直接形成单个聚合物掩蔽层，以蚀刻开口600，然后通过氧基蚀刻去除掩蔽层将是可能的。层500的上述厚度将太小以至于不能避免层500在其整个厚度上被氧化以及半导体区域110的锗的一部分也被氧化。如上文关于图6和图8所提到的，这将导致开口600在绝缘层510的较低水平以下延伸。

[0134] 与实施单个掩蔽层的步骤相比，图11至15的步骤使绝缘层510能够在去除聚合物掩蔽层期间保护半导体层500免受氧化。特别地，这使得能够在开口的底部在适当的位置留下半导体层500的区域120A。这也使得能够形成开口600而不氧化半导体区域110的锗。因此避免了半导体区域110被氧化损坏。

[0135] 尽管这里在绝缘层510中形成开口600的实施例中实施了图11至15的步骤，但是可以实施与图11至15类似的步骤以在覆盖主要由锗形成的半导体区域的任何绝缘层中形成任何开口，所述绝缘层优选由硅氧化物形成并且更优选由TEOS水解产生的硅氧化物形成。
特别地，可以省略层500。作为变型，绝缘层可以由氮化硅形成，本领域技术人员则能够限定第一掩蔽层的材料，以获得相对于掩蔽层氮化硅的选择性氟基蚀刻。

[0136] 图6是示出制造接触区的方法的第四个实施方案的局部简化截面图，其实施图11至15的步骤。

[0137] 在图11至15的步骤后，依次实施以下内容：

[0138] -以关于图6所描述的方式，形成金属层130(图6)和可能的保护层140(图6)；和

[0139] -以关于图7所描述的方式，第一热处理，去除可能的保护层140和去除金属层130的剩余部分，第二热处理，和用电导体700填充开口600。

[0140] 如上文所提到的，这在主要由锗形成并优选掺杂的区域110上产生包含由半导体区域120A(图6)形成的金属间化合物层420的接触区400。金属间化合物层由金属层130的区域130A(图6)与半导体区域120A的反应产生。

[0141] 如所提及的，图11至15的步骤能够避免半导体区域110被氧化损坏。进一步地，半导体区域110优选是掺杂的。现在，半导体区域110的掺杂水平越高，该区域对氧化越敏感，并且这尤其是对于由离子注入产生的掺杂而言。因此，与通过具有单个掩蔽层的方法形成开口600的接触区的电阻和可靠性相比，所获得的接触区400具有较低的电阻和较高的可靠性。

[0142] 通过与金属区域130A反应而形成金属间化合物区420的区域120A由半导体层500的一部分形成。由于半导体层500具有大于70％的硅原子百分比的事实，因此金属间化合物区420中的非金属原子的多于70％是硅原子。作为变型，区域120包含半导体层或由其形成，所述半导体层形成在半导体层部分500上或在不存在半导体层500的情况下直接形成在半
导体区域110上。

[0143] 优选通过在结构的整个上表面上形成金属层来获得电导体700。然后去除金属层的位于第一掩蔽层1110的上水平以上的部分。这样的去除例如通过机械化学抛光来进行。
然后，第一掩蔽层1110可以有利地用作截止层。

[0144] 尽管在图11至16的步骤中，第一掩蔽层是由可以保留在适当位置的电绝缘材料制成的，但这并不是限制性的。作为变型，可以设置第一掩蔽层1110由导电材料制成并且在形成开口600之后被去除。

[0145] 在这种情况下，根据优选实施方案，第一掩蔽层1110和金属区域130A(图6)包含一种或多种相同的金属，优选地由其形成。因此，第一掩蔽层1110可以有利地与金属层130的在形成接触区之后保留的部分同时被去除。

[0146] 根据另一个优选实施方案，第一掩蔽层1110和覆盖金属区域130A的保护层140(图6)包含一种或多种相同的金属，优选地由其形成。因此，第一掩蔽层1110可以有利地与保护层140同时被去除。

[0147] 图17是示出图11至15的方法的供选择的实施模式的局部简化截面图。

[0148] 图17的变型对应于图11至15的方法，其中在图14的步骤中，用氟基蚀刻至少部分地由HF溶液实施。所述HF溶液的浓度优选大于在图15的清洁步骤中使用的HF溶液的浓度，例如大于5mol.％。这样的蚀刻基本上是各向同性的。结果，绝缘层中的开口600比第一掩蔽层1110中的开口1112宽。换言之，开口600的侧面1710在顶部具有开口1112的边缘。

[0149] 与前面提到的层510由氮化硅制成的情况相比，提供由硅氧化物制成的层510的事实有利地使得能够更容易地用氟化等离子体进行蚀刻和/或更好地控制开口600的侧面形状和尺寸。

[0150] 氟基蚀刻步骤之后可以是对应于图15的步骤的清洁步骤。

[0151] 图18和19是示出第四个实施方案的变型的步骤的局部简化截面图，其实施图17的变型。

[0152] 在图18的步骤中，以关于图6描述的方式形成金属层130和优选的保护层140。金属层130包含旨在与半导体区域120A反应以形成金属间化合物区的金属区域130A。由于开口600和1112的壁的突出形状，金属区域130A有利地与层130的其余部分分隔，这使得在反应之后随后容易去除层130的剩余部分。

[0153] 在图19的步骤中，形成包含金属间化合物区410和优选的金属间化合物区420的接触区，并且用导体700填充开口600，如关于图7所述。

[0154] 图20是示出制造接触区的方法的第五个实施方案的局部简化截面图，其实施图17的变型。

[0155] 第五个实施方案与第二个实施方案(图5至7)的不同在于，在图7的步骤中，在用导体700填充开口600之前，在开口600的底部和侧面上形成覆盖接触区400的导电层2010。

[0156] 导电层2010优选由氮化钛TiN形成。导电层2010与金属间化合物区420接触。导电层2010的厚度优选在5至20nm的范围内。导电层2010能够保护接触区420的上表面，特别是使其免于导体700的材料向金属间化合物区扩散和/或在用导体700填充开口600之前该结构暴露于空气的情况下免于氧化。因此，减小了电阻并且相对于未被导电层2010覆盖的接触区增加了接触区的可靠性。导电的层2010进一步使得能够在接触区域与导体700之间形成电接触。

[0157] 图21是示出光电二极管2100的实施方案的局部简化截面图。更精确地，制造光电二极管2100的方法在此实施了制造接触区的方法的第五个实施方案。光电二极管制造方法与接触区的各种上述实施方案兼容。

[0158] 为了形成光电二极管2100，优选地设置基底100由锗形成。基底100的锗是本征的，即非有意地掺杂或具有小于1016原子/cm3，优选小于或等于1015原子/cm3的掺杂水平。基底100的锗优选是单晶的。作为变型，基底100可以由硅-锗形成，所述硅-锗优选是本征的且单晶的。

[0159] 基底100覆盖硅半导体晶片2110。更具体地，通常由硅氧化物形成的绝缘层2120被布置在半导体晶片2110与基底100之间。半导体晶片2110、绝缘层2120和基底100因此限定了SOI类型的结构(绝缘体上半导体)，更特别地，GeOI结构(绝缘体上的锗)。绝缘层2120的厚度例如可以在0.1至1μm的范围内。基底100的总厚度例如在1至2μm的范围内。

[0160] 在基底100中形成P型掺杂锗半导体区域110P和N型掺杂锗半导体区域110N。换言之，半导体区域110N和半导体区域110P具有相反的导电类型。半导体区域110N和半导体区域110P从基底100的自由表面或可接近表面延伸，即，从前表面(在附图的取向中为上表面)延伸。半导体区域110N和半导体区域110P形成光电二极管2100的相应的阴极区域和阳极区域。

[0161] 优选地，通过在半导体区域110P和半导体区域110N的位置处在基底100中形成空腔，然后通过掺杂的锗外延填充空腔来获得半导体区域110P和半导体区域110N。这使得半导体区域至少在旨在形成接触区的上部中是单晶的。作为变型，通过离子注入获得半导体区域110N和半导体区域110P。

[0162] 基底100的半导体区域100I将半导体区域110P和半导体区域110N分隔。因此，半导体区域100I由本征锗形成。作为实例，分隔半导体区域110P和半导体区域110N的距离在1μm至20μm的范围内。

[0163] 优选地，在所述结构上和特别是本征区域100I上形成硅-锗层2130，所述硅-锗层2130优选是单晶的。硅-锗层2130优选通过外延形成在基底100上，更特别地在基底100的自由表面上。硅-锗层2130因此与基底100接触。硅-锗层2130优选地具有小于临界厚度的厚度，在所述临界厚度以下，硅-锗层2130在其外延生长期间保持单晶。因此，硅-锗层2130的厚度通常小于3nm。

[0164] 优选地，然后在硅-锗层2130上形成半导体层500。更优选地，在形成半导体层500之前，在硅-锗层2130上形成本征锗层2140。锗层2140特别能够使得半导体层500是单晶的。为达此目的，半导体层500具有如上所述足够低的厚度。实际上，在不存在锗层2140的情况下，硅-锗层2130和半导体层500的厚度之和对于半导体层500而言将太高以至于不能保持单晶。

[0165] 然后形成绝缘层510，此后，在示出的实施例中实施形成接触区的方法的第四个实施方案(图20)。更特别地，所述方法被实施为同时形成与相应的半导体区域110N和半导体区域110P接触的两个接触区400N和400P。每个接触区400N、400P因此包含金属间化合物区420，其中多于70％的非金属原子是硅原子，并且优选地包含金属间化合物区410，其中非金属原子主要是锗原子。接触区的边缘未示出(虚线2150之间的区域)。在提供硅-锗层2130的情况下，接触区可以进一步包含位于金属间化合物区410的顶部之上并与其接触的金属间化合物区2132。金属间化合物区2132包含硅原子和锗原子。在提供锗层2140的情况下，接触区可以进一步包含金属间化合物区2142，其中非金属原子主要是锗原子，优选仅锗原子。金属间化合物区2142位于区2132与区420之间。

[0166] 在如此获得的光电二极管2100中，位于半导体区域110I与绝缘层510之间的硅-锗层2130与本征区域100I接触。这使得能够获得界定半导体区域110I的单晶界面。相对于具有晶体缺陷的界面，这样的界面能够降低光电二极管的暗电流。此外，锗层2140位于硅-锗层2130与绝缘层510之间，优选位于硅-锗层2130与半导体层500之间。由于硅-锗具有比锗的带隙宽的带隙的事实，所以存在于锗层2140中的载流子不能进入本征区域110I。载流子可例如源自半导体层500与绝缘层510和/或锗层2140的界面处的缺陷。由于层2130和层2140能够防止这样的载流子到达本征区域100I的事实，相对于不包含层2130和/或层2140的光电二极管的暗电流，降低了光电二极管的暗电流。

[0167] 图22是示出光电二极管2200的另一个实施方案的局部简化截面图。所述制造光电二极管2200的方法与图21的光电二极管2100的制造方法的不同在于，在形成绝缘层510之前，已经形成了在本征区域100I上界定锗层2140的一部分2240的绝缘沟槽2210。优选地，绝缘沟槽2210垂直地定位成与本征区域100I的边缘成一条直线。然后用电绝缘体优选用层510的绝缘体填充绝缘沟槽。

[0168] 作为实例，沟槽2210具有在100nm至300nm范围内的宽度。在示出的实施例中，沟槽从半导体层500的上表面穿过层500和层2140向下延伸至硅-锗层2130的上表面。作为变型，沟槽2210穿过层2130延伸，例如至少向下延伸至基底100的上表面。

[0169] 沟槽2210因此形成在本征区域100I上界定锗层2140的一部分的绝缘层。这些绝缘层位于锗层2140与接触区400N和接触区400P之间。光电二极管2200与形成位于本征区域100I上并由位于所述锗层2140与接触区之间的绝缘区界定的本征锗层的任何方法兼容。因此，作为变型，可以仅在本征区域100I上形成锗层2140。

[0170] 绝缘区2210能够避免上文提到的存在于锗层2140中的载流子到达接触区400N和接触区400P。因此，绝缘层使光电二极管200能够具有比不包含绝缘区2210的光电二极管(如图21的光电二极管2100)的暗电流低的暗电流。

[0171] 已经描述了各种实施方案和变型。本领域技术人员将理解，可以组合这些各种实施方案和变型的某些特征，并且本领域技术人员将想到其他变型。特别地，包含开口形成步骤的形成接触区的方法的实施方案与图11至15的开口形成步骤兼容，并且与图17和18的开口形成步骤兼容。

[0172] 最后，基于上文提供的功能指示，本文描述的实施方案和变型的实际实施在本领域技术人员的能力范围以内。

[0173] 这样的改变、修改和改善旨在作为本公开的一部分，并且旨在落入本发明的精神和范围内。因此，前面的描述仅是示例性的，而不旨在是限制性的。本发明仅由所附权利要求书及其等同方案所限定。