[發(fā)明專利]二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110461260.5
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103187271A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 維塔利·寇斯特;莊如旭;安德卓依·帕維爾
• 申請（專利權(quán)）人: 敦南科技股份有限公司;德姆斯電子元件公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L29/861
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 馮志云;呂俊清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導體元件結(jié)構(gòu)及其制造方法，特別涉及一種用于整流的蕭特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)

蕭特基二極管(Schottky?diode)是一種重要的功率元件，其導通電壓降較低，并且為允許高速切換的二極管，現(xiàn)在已廣泛地使用在電源供應器的開關(guān)、馬達控制、通訊元件的切換、工廠自動化設備、電子自動化以及其它高速電源交換式應用，用于輸出整流二極管。蕭特基二極管是利用金屬-半導體接面作為蕭特基能障(Schottky?barrier)，以產(chǎn)生整流的效果，和一般二極管中由半導體-半導體接面產(chǎn)生的P-N接面不同。因此通過蕭特基能障的特性可以使得蕭特基二極管的導通電壓降較低，而且可以提高切換的速度，另外蕭特基二極管具有能承載較大的順向電流，以及阻擋逆向偏壓，因此蕭特基二極管是為一種低功耗、大電流及超高速的半導體器件。

然而，蕭特基二極管有反向崩潰電壓(reverse?breakdown?voltage)較低以及反向漏電流偏大的缺點，當反向偏壓大于蕭特基二極管的反向崩潰電壓時，蕭特基二極管將進入崩潰狀態(tài)而產(chǎn)生大量電流，因而產(chǎn)生過熱而燒毀。另外，蕭特基二極管的工藝復雜度較高，制作成本也較高，更是蕭特基二極管不利之處。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于解決蕭特基二極管的反向崩潰電壓較低及反向漏電流偏大的缺點，進而可選用低能障蕭特基金屬使得導通電壓更低，且可縮小晶粒尺寸，以降低其制作成本。

本發(fā)明提出一種二極管結(jié)構(gòu)制造方法，其包括以下步驟：提供摻雜第一導電型雜質(zhì)的半導體基板，其上具有摻雜第一導電型雜質(zhì)的半導體層，再形成屏蔽層(mask?layer)于半導體層上。圖案化屏蔽層及半導體層，以使半導體層定義出主動區(qū)(active?area)及終止區(qū)(termination?area)，終止區(qū)位于主動區(qū)的外圍，于主動區(qū)之中定義出第一溝槽及第一平臺，于終止區(qū)之中定義出終止區(qū)溝槽及第二平臺，之后再移除屏蔽層。

接下來，于第一溝槽的側(cè)壁及底部、終止區(qū)溝槽的側(cè)壁及底部、第一平臺的表面上、及第二平臺的表面上形成第一絕緣層，再沉積電極層以填充第一溝槽及終止區(qū)溝槽，接下來于部分已填充電極層的終止區(qū)溝槽上及第二平臺的第一絕緣層上形成圖案化的第二絕緣層，再移除第一平臺上的第一絕緣層。之后，在主動區(qū)上、已填充電極層的終止區(qū)溝槽上及選擇性地在部份第二絕緣層上形成蕭特基金屬層(Schottky?barrier?layer)，接下來形成第一接觸墊覆蓋在蕭特基金屬層上及選擇性地在部分第二絕緣層上，以及形成第二接觸墊于半導體基板的背面。

本發(fā)明另提出一種二極管結(jié)構(gòu)，其包括：摻雜第一導電型雜質(zhì)的半導體基板，第二接觸墊位于半導體基板的背面，摻雜第一導電型雜質(zhì)的半導體層位于半導體基板上。半導體層具有主動區(qū)(active?area)及終止區(qū)(termination?area)，第一溝槽及第一平臺位于主動區(qū)之中，終止區(qū)溝槽及第二平臺位于終止區(qū)之中，終止區(qū)位于主動區(qū)的外圍。第一絕緣層形成于第一溝槽的側(cè)壁及底部、終止區(qū)溝槽的側(cè)壁及底部、及第二平臺的表面上，電極層填充于第一溝槽及終止區(qū)溝槽內(nèi)，第二絕緣層位于部分已填充電極層的終止區(qū)溝槽上及第二平臺的第一絕緣層上。蕭特基金屬層(Schottky?barrier?layer)位于主動區(qū)上、已填充電極層的終止區(qū)溝槽上及選擇性地在部份第二絕緣層上，以及第一接觸墊覆蓋在蕭特基金屬層上及選擇性地在部分第二絕緣層上。

綜上所述，本發(fā)明可增加蕭特基二極管的反向崩潰電壓，故可以大幅降低崩潰電壓提早發(fā)生的情況，以及使得反向漏電流減少，將明顯優(yōu)于傳統(tǒng)上的蕭特基二極管，進而可選用低能障蕭特基金屬使得導通電壓更低，且可縮小晶粒尺寸，使其降低制作成本，將具有經(jīng)濟上的競爭優(yōu)勢。

為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明，并非用來對本發(fā)明加以限制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)制造方法的半導體基板上具有半導體層的橫截面示意圖。

圖2為本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)制造方法的半導體層上形成屏蔽層的橫截面示意圖。

圖3為本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)制造方法的圖案化屏蔽層及半導體層的橫截面示意圖。

圖4為本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)制造方法的形成第一絕緣層的橫截面示意圖。

圖5為本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)制造方法的沉積電極層以填充第一溝槽及終止區(qū)溝槽的橫截面示意圖。

圖6為本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)制造方法的形成氮化硅層的橫截面示意圖。