[發(fā)明專利]一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置及其制備方法

無效

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• 申請日: 2012-04-28
• 公開（公告）號: CN103378170A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱江
• 申請（專利權(quán)）人: 朱江
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明還涉及一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置的制備方法。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是制造功率整流器件的基本結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

功率半導(dǎo)體器件被大量使用在電源管理和電源應(yīng)用上，特別涉及到肖特基結(jié)的半導(dǎo)體器件已成為器件發(fā)展的重要趨勢，肖特基器件具有正向開啟電壓低開啟關(guān)斷速度快等優(yōu)點，同時肖特基器件也具有反向漏電流大，不能被應(yīng)用于高壓環(huán)境等缺點。

肖特基二極管可以通過多種不同的布局技術(shù)制造，最常用的為平面布局，傳統(tǒng)的平面肖特基二極管在漂移區(qū)具有突變的電場分布曲線，影響了器件的反向擊穿特性，同時傳統(tǒng)的平面肖特基二極管具有較高的導(dǎo)通電阻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題提出，提供一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置及其制備方法。

一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置，其特征在于：包括：襯底層，為半導(dǎo)體材料構(gòu)成；超級結(jié)結(jié)構(gòu)，位于襯底層之上，為第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料相互排列構(gòu)成；絕緣材料，位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料交匯處上表面；肖特基勢壘結(jié)，位于半導(dǎo)體材料表面。

所述的一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：在襯底層表面形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層，然后表面形成一種絕緣介質(zhì)；進行光刻腐蝕工藝去除表面部分絕緣介質(zhì)，然后刻蝕去除部分裸露半導(dǎo)體材料形成溝槽；在溝槽內(nèi)形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料，進行表面平整化；在半導(dǎo)體材料表面形成一種絕緣介質(zhì)，進行光刻腐蝕工藝去表面除部分絕緣介質(zhì)；淀積勢壘金屬，進行燒結(jié)形成肖特基勢壘結(jié)。

當(dāng)半導(dǎo)體裝置接一定的反向偏壓時，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料可以形成電荷補償，形成超結(jié)結(jié)構(gòu)，提高器件的反向擊穿電壓。

因為超級結(jié)結(jié)構(gòu)的存在，從而可以提高漂移區(qū)的雜質(zhì)摻雜濃度，也可以降低器件的正向?qū)娮瑁纳破骷恼驅(qū)ㄌ匦浴?/p>

本發(fā)明還提供了一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置的制備方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置剖面示意圖。

其中，

1、襯底層；

2、二氧化硅

3、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料；

4、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料；

5、N型肖特基勢壘結(jié)；

6、P型肖特基勢壘結(jié)；

7、歐姆接觸區(qū)；

8、超級結(jié)結(jié)構(gòu)；

10、上表面金屬層；

11、下表面金屬層。

具體實施方式

實施例1

圖1為本發(fā)明的一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置剖面圖，下面結(jié)合圖1詳細說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。

一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置，包括：襯底層1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM³，在襯底層1下表面，通過下表面金屬層11引出電極；第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3，位于襯底層1之上，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E16/CM³；第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4，位于襯底層1之上，為P傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，硼原子的摻雜濃度為1E16/CM³；N型肖特基勢壘結(jié)5，位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3的表面，為半導(dǎo)體硅材料與勢壘金屬形成的硅化物；歐姆接觸區(qū)7，位于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4的表面；二氧化硅2，位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4交匯處上表面；器件上表面附有上表面金屬層10，為器件引出另一電極。

其制作工藝包括如下步驟：

第一步，在襯底層1表面形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層，然后表面熱氧化，形成二氧化硅2；

第二步，進行光刻腐蝕工藝，半導(dǎo)體材料表面去除部分二氧化硅2，然后刻蝕去除部分裸露半導(dǎo)體硅材料形成溝槽；

第三步，在溝槽內(nèi)形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4，進行P型雜質(zhì)注入和退火工藝，然后進行表面平整化工藝；

第四步，表面熱氧化，形成二氧化硅2，進行光刻腐蝕工藝，半導(dǎo)體材料表面去除部分二氧化硅2；

第五步，在半導(dǎo)體材料表面淀積勢壘金屬，進行燒結(jié)形成N型肖特基勢壘結(jié)5，然后在表面淀積金屬形成上表面金屬層10；

第六步，進行背面金屬化工藝，在背面形成下表面金屬層11，如圖1所示。

實施例2

圖2為本發(fā)明的一種具有超級結(jié)肖特基半導(dǎo)體裝置剖面圖，下面結(jié)合圖2詳細說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。