[發明專利]肖特基二極管和其制造方法

有效

• 申請號: 201210101700.0
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102738247B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 斯特凡·斯塔羅韋茨基;奧爾加·克雷姆帕斯卡;馬丁·普雷德梅爾斯基
• 申請（專利權）人: 賽米控電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 楊靖,車文

技術領域

本發明描述了一種體導電肖特基二極管以及一種用于制造這種肖特基二極管的、優選用于在晶圓整片中制造同種二極管的方法。

背景技術

原則上肖特基二極管早已例如在EP 0 054 655 A2或US 4,398,344中公知。原則上，相對于具有pn結的半導體二極管，就肖特基二極管，特別是那些由化合物半導體材料制成的肖特基二極管而言有利的是其特別快的開關特性，也就是能夠以高頻從正向導通運行過渡到反向截止運行的可能性。由此原因，肖特基二極管，包括那些基于硅的肖特基二極管，特別適合于在大量不同的應用中用作為保護二極管。

肖特基二極管另一重要優點在于，沿電流方向電壓下降比較小。這個優點例如當用作光伏設備中的保護二極管時是有意義的。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提出一種機械上堅固的肖特基二極管，以及所屬的制造方法，這種肖特基二極管也允許在較高電壓和電流的情況下快速切換。

根據本發明，該技術問題通過具有權利要求1的特征的肖特基二極管和通過具有權利要求8的特征的制造方法得以解決。在各個從屬權利要求中描述了優選實施方式。

本發明的出發點是具有第一和第二主面以及邊緣面的肖特基二極管。從第一主面出發來觀察，根據本發明的肖特基二極管具有層式構造，其中所有層可以具有不同厚度，但全部相互平行定向。

接在肖特基二極管的第一主面上的第一層是具有第一高摻雜物濃度的半導體基體，該摻雜物濃度導致所述層的高導電性。在該基體上在其背離第一主面的面上接有具有與基體的導電性相同的導電性的半導體層。但是該半導體層具有在數量級方面較低的摻雜物濃度。

在該半導體層上布置第一金屬層，其中在所述兩個層的邊界面上相對彼此構成肖特基接觸。在所述第一金屬層上優選接有構成為遷移屏障的第二金屬層。這個例如由鈦構成的金屬層阻止金屬原子穿過該層侵入第一金屬層中。在那里，這種金屬原子可能阻礙肖特基接觸的功能。

在第一或者如果存在的話在第二金屬層上布置由連接介質制成的層，該連接介質用于連接該金屬層與平面接觸體。該接觸體此處可以由金屬或高摻雜半導體材料制成。配屬的連接介質優選構成為一層的或多層的其它金屬層或構成為導電粘合連接件。背離連接介質的接觸體主面構成肖特基二極管的第二主面。

肖特基二極管的邊緣面可以垂直于那些層特別是垂直于至少一個金屬層地定向。但是，特別是在用于高電壓的肖特基二極管中，至少在肖特基接觸與邊緣面相遇的那個邊緣面區域內，可以優選的是，當此處邊緣面與那些層成多于5度地偏離直角的角。

此外還設置有完全地或部分地覆蓋肖特基二極管的邊緣面的鈍化層。在僅部分覆蓋的情況下在此至少覆蓋邊緣區域的那個在肖特基接觸周圍的區段，即其下方和上方。在完全覆蓋的情況下所述鈍化層從第一主面至第二主面地延伸。

根據本發明的構造地，肖特基二極管的主面同時構成相應的第一和第二電接觸表面。在此可以優選地，在至少一個所述接觸表面上設置另外的金屬接觸層。特別是當接觸體并非金屬地構成時，為了能夠外部地連接肖特基二極管，可能需要在此設置另外的金屬接觸層，該金屬接觸層也可以構成為多層接觸。

根據本發明的、用于制造至少一個這種體導電肖特基二極管的方法，其特征在于下列方法步驟：

為了電流通過時傳導損耗盡可能最小，準備具有高摻雜物濃度的半導體基體。該半導體基體的第一主面也構成后面的肖特基二極管的第一電接觸表面。不言而喻是優選的并且由現有技術一般公知的是在該方法的范圍內制造多個肖特基二極管。為此存在晶圓形式的半導體基體，在后面的方法步驟中由其分離出數個單個肖特基二極管。

接下來，在半導體基體的與第一主面相對設置的面上外延沉積與半導體基體相同導電性的但摻雜物濃度較低的半導體層，該半導體層對于構成肖特基接觸是必需的。

在半導體層上布置第一金屬層，由此在該第一金屬層與半導體層之間構成肖特基接觸。

優選在第一金屬層上布置第二金屬層作為遷移屏障。對于兩個金屬層，可以優選以蒸鍍法，濺射方法或沉積法由液相中施加這兩個金屬層，其中用于這兩個金屬層的方法可以完全不同。

在進一步的步驟中，借助連接介質連接平面接觸體與第一金屬層或者如果存在的話第二金屬層。對于此連接，各種公知的方法，例如粘接法，焊劑焊接法或燒結法也可以是有利的。

在至此以有利的方式在整個晶圓上應用的方法步驟之后，在下一步驟中構成單個的肖特基二極管。對此有利的是在載體裝置，特別優選構成為可伸展的薄膜的載體裝置上布置所述晶圓。