[發(fā)明專利]改善肖特基二極管擊穿電壓均一性的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210145086.8
• 申請(qǐng)日: 2012-05-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103390554A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 成鑫華;許升高
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/329
• 分類號(hào): H01L21/329
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 戴廣志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路領(lǐng)域，特別是涉及一種改善肖特基二極管擊穿電壓均一性的方法。

背景技術(shù)

肖特基二極管是由金屬和輕摻雜的n型半導(dǎo)體材料接觸形成的二極管，其工作原理與普通的pn結(jié)二極管類似。肖特基二極管也具有單向?qū)щ娦裕聪螂娏鞯拇笮〔町惡艽螅⑶移鋸拈_(kāi)到關(guān)的速度比普通的pn結(jié)二極管更快，因此廣泛用于整流、檢波、保護(hù)等電路中。肖特基二極管的擊穿電壓是其最重要的特性參數(shù)之一，決定了肖特基二極管的反向工作電壓范圍。深亞微米集成電路制造工藝中，以鈷硅化合物作為陽(yáng)極的肖特基二極管被廣泛使用。傳統(tǒng)的方法是在N型輕摻雜的硅襯底上用真空濺射的方法淀積一層金屬鈷，然后再利用快速熱處理形成鈷硅化合物。由于鈷硅化合物的形成對(duì)硅表面的自然形成的氧化層非常敏感，即二氧化硅會(huì)導(dǎo)致鈷硅化合物形成不均勻或不能形成。因此傳統(tǒng)工藝在制作鈷硅化合物時(shí)，會(huì)在淀積金屬鈷之前用等離子體刻蝕的方法去除硅表面的氧化層。但是，在制作肖特基二極管時(shí)，過(guò)量的等離子體刻蝕會(huì)對(duì)硅的表面造成損傷，嚴(yán)重影響肖特基二極管擊穿電壓的面內(nèi)均一性，甚至導(dǎo)致肖特基二極管短路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種改善肖特基二極管擊穿電壓均一性的方法，能有效改善肖特基二極管擊穿電壓均一性，消除肖特基二極管的短路現(xiàn)象，提高工藝穩(wěn)定性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的改善肖特基二極管擊穿電壓均一性的方法，包括如下步驟：

步驟一、在硅襯底中進(jìn)行N型輕摻雜離子注入，形成N阱，構(gòu)成N型輕摻雜硅襯底；

步驟二、在所述N型輕摻雜硅襯底的上端面形成一金屬前介質(zhì)層；

步驟三、刻蝕所述金屬前介質(zhì)層，在所述N型輕摻雜硅襯底的上端面定義出制作鈷硅化合物層的區(qū)域；

步驟四、濕法清洗所述N型輕摻雜硅襯底的表面；

步驟五、在所述金屬前介質(zhì)層和所述N型輕摻雜硅襯底的上端面依次淀積金屬鈷層和氮化鈦保護(hù)層；

步驟六、去除所述金屬前介質(zhì)層表面多余的金屬鈷層和氮化鈦保護(hù)層，并對(duì)所述金屬鈷層和氮化鈦保護(hù)層進(jìn)行兩次快速熱退火處理形成鈷硅化合物層；

步驟七、在所述鈷硅化合物層和N型輕摻雜硅襯底上分別制作金屬連接。

在所述步驟四和步驟五之間還包括等離子體刻蝕步驟去除所述N型輕摻雜硅襯底表面自然形成的氧化層；所述等離子體刻蝕包括但不限于物理刻蝕、化學(xué)刻蝕或二者的混合使用；所述等離子體物理刻蝕的時(shí)間為0～8秒；所述等離子體化學(xué)刻蝕的時(shí)間為0～15秒。所述等離子體刻蝕的功率為100瓦～2000瓦。

采用本發(fā)明的方法，由于在淀積金屬鈷之前去除等離子體刻蝕，或減少等離子刻蝕的時(shí)間，或降低等離子體刻蝕的功率，從而削弱對(duì)硅襯底表面的損傷，極大地改善肖特基二極管擊穿電壓的均一性，消除肖特基二極管短路現(xiàn)象，提高了工藝穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

圖1是現(xiàn)有的肖特基二極管擊穿電壓分布圖；

圖2是采用本發(fā)明制作的肖特基二極管擊穿電壓分布圖；

圖3是N型輕摻雜硅襯底的形成示意圖；

圖4是濕法清洗N型輕摻雜硅襯底表面示意圖；

圖5是等離子體刻蝕清洗N型輕摻雜硅襯底表面示意圖；

圖6是淀積金屬鈷和氮化鈦保護(hù)層示意圖；

圖7是形成鈷硅化合物層示意圖；

圖8是制作金屬連接示意圖；

圖9是改善肖特基二極管擊穿電壓均一性的方法一實(shí)施例流程圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖9所示，在一實(shí)施例中，所述改善肖特基二極管擊穿電壓均一性的方法，包括如下步驟：

參見(jiàn)圖3所示，在硅襯底中需要制作肖特基二極管的區(qū)域進(jìn)行N型輕摻雜離子注入，形成N阱，構(gòu)成N型輕摻雜硅襯底。在所述N型輕摻雜硅襯底的上端面，可以采用已知的各種工藝方形成一金屬前介質(zhì)層。刻蝕所述金屬前介質(zhì)層，在所述N型輕摻雜硅襯底的上端面定義出制作鈷硅化合物層的區(qū)域。

參見(jiàn)圖4所示，利用濕法工藝清洗N型輕摻雜硅襯底表面，去除表面的顆粒、部分自然形成的氧化層等。

參見(jiàn)圖6所示，淀積金屬鈷和氮化鈦。在所述金屬前介質(zhì)層和所述N型輕摻雜硅襯底的上端面先淀積一層金屬鈷，然后在該金屬鈷層的上端淀積一層氮化鈦保護(hù)層。

參見(jiàn)圖7所示，去除所述金屬前介質(zhì)層表面多余的金屬鈷層和氮化鈦保護(hù)層，僅保留制作鈷硅化合物層的區(qū)域的金屬鈷層和氮化鈦保護(hù)層；對(duì)所述金屬鈷層和氮化鈦保護(hù)層進(jìn)行兩次快速熱退火處理形成鈷硅化合物。