[發(fā)明專利]溝槽型肖特基勢壘整流器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010124527.7
• 申請日: 2010-03-04
• 公開（公告）號: CN101800252A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱袁正;葉鵬;丁磊;冷德武
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫新潔能功率半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L21/329
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

1.一種溝槽型肖特基勢壘整流器，在所述肖特基勢壘整流器的截面上，包 括具有兩個相對主面的半導體基板、位于半導體基板下部的第一導電類型襯底 及位于半導體基板上部的第一導電類型漂移區(qū)，所述第一導電類型襯底鄰接第 一導電類型漂移區(qū)；所述第一導電類型襯底的表面為半導體基板的第二主面， 所述第一導電類型漂移區(qū)的表面為半導體基板的第一主面；所述第一導電類型 漂移區(qū)的摻雜濃度低于第一導電類型襯底的摻雜濃度；其特征是：

一個或多個溝槽從所述第一主面延伸進入至第一導電類型漂移區(qū)，并在第 一導電類型漂移區(qū)上部限定出一個或多個臺面部；所述溝槽內(nèi)壁上覆蓋有絕緣 氧化層，在所述覆蓋有絕緣氧化層的溝槽內(nèi)淀積第一電極；所述第一導電類型 漂移區(qū)對應于溝槽的槽底設(shè)置第二導電類型包圍層，所述第二導電類型包圍層 包覆所述溝槽的槽底；所述半導體基板對應于第一主面上方淀積有第一金屬層， 所述第一金屬層與第一電極相歐姆接觸；所述第一金屬層與臺面部的表面相接 觸，形成肖特基結(jié)；所述半導體基板的第二主面上覆蓋有第二金屬層，所述第 二金屬層與第一導電類型襯底相歐姆接觸；

所述第一電極包括導電多晶硅；

所述溝槽內(nèi)壁通過熱生長或淀積形成絕緣氧化層；

所述第一金屬層上設(shè)有陽極端；

所述第二金屬層上設(shè)有陰極端；

制造時：

(a)、提供具有兩個相對主面的第一導電類型半導體基板，所述兩個相對 主面包括第一主面與第二主面；

(b)、在上述第一主面上，淀積硬掩膜層；

(c)、選擇性的掩蔽和刻蝕硬掩膜層，形成溝槽刻蝕的硬掩膜，并在第一 主面上刻蝕形成溝槽，所述溝槽對應于槽口外的其余部分由硬掩膜層覆蓋，在 相鄰的所述溝槽間形成臺面部；

(d)、在上述半導體基板的第一主面上注入第二導電類型的離子，在溝槽 的槽底形成第二導電類型包圍層，所述第二導電類型包圍層包覆溝槽的槽底；

(e)、去除所述半導體基板第一主面上的硬掩膜層；

(f)、在上述溝槽內(nèi)壁表面生長有絕緣氧化層；

(g)、在所述生長有絕緣氧化層的溝槽內(nèi)形成第一電極；

(h)、在所述半導體基板的第一主面上淀積金屬層，通過選擇性的掩蔽和 刻蝕金屬層，形成第一金屬層；所述第一金屬層與第一電極歐姆接觸，所述第 一金屬層與臺面部的表面相接觸，形成肖特基結(jié)；

(i)、在所述半導體基板的第二主面上覆蓋第二金屬層，所述第二金屬層 與半導體基板的第一導電類型襯底歐姆接觸；

所述硬掩膜層為LPTEOS、熱氧化二氧化硅加化學氣相沉積二氧化硅或熱二 氧化硅加氮化硅；

所述半導體基板的材料包括硅；

所述第二金屬層通過淀積或蒸鍍覆蓋在第二主面上，第二金屬層與半導體 基板的第一導電類型襯底歐姆接觸；

當肖特基勢壘整流器的陽極端與陰極端間施加反向的電壓時，N型漂移區(qū) 與溝槽底部下面的P型包圍層構(gòu)成反向偏置的PN結(jié)，由于P型包圍層濃度大于 N型漂移區(qū)的濃度，因此反偏耗盡層會絕大多數(shù)的向PN結(jié)周圍的N型漂移區(qū) 內(nèi)延伸，所述延伸方向包括水平方向；當相鄰兩個溝槽底部下面的PN結(jié)所產(chǎn)生 的耗盡層在水平方向相接觸時，相連通的耗盡層即阻斷了N型漂移區(qū)的上部與 N型漂移區(qū)的下部，同時也阻斷了整流器的陽極端與陰極端間的反向漏電流通 路；因為當沒有所述溝槽底部下面的P型包圍層時，反向耐壓主要依靠相鄰溝 槽間的電荷耦合產(chǎn)生的耗盡層與第一金屬層與臺面部表面相接觸形成的肖特基 勢壘來承受。