[發(fā)明專利]一種具有無源金屬肖特基半導體裝置及其制備方法

有效

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• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN103390650B
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 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;H01L21/329
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

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

背景技術(shù)

功率半導體器件被大量使用在電源管理和電源應用上，特別涉及到肖特基結(jié)的半導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，提供一種具有無源金屬肖特基半導體裝置及其制備方法。

一種具有無源金屬肖特基半導體裝置，其特征在于：包括：襯底層，為半導體材料構(gòu)成；漂移層，為第一導電半導體材料，位于襯底層之上；無源金屬區(qū)，為條狀金屬或者金屬與半導體材料的化合物，位于漂移層中，垂直襯底層方向與第一導電半導體材料交替排列構(gòu)成，并且其上表面臨靠絕緣材料或者第一導電半導體材料；肖特基勢壘結(jié)，位于漂移層上表面，為半導體材料與金屬形成的勢壘結(jié)，并且其與無源金屬區(qū)不相連。

一種具有無源金屬肖特基半導體裝置的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：在襯底層表面形成第一導電半導體材料層，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體材料形成溝槽；在溝槽內(nèi)形成金屬，刻蝕金屬；在溝槽內(nèi)形成絕緣材料，反刻蝕絕緣材料；淀積勢壘金屬，燒結(jié)形成肖特基勢壘結(jié)。

當半導體裝置接一定的反向偏壓時，漂移區(qū)的耗盡層在整個無源金屬區(qū)界面擴展，并且在無源金屬區(qū)間發(fā)生交疊，從而提高器件的反向擊穿電壓，降低器件的正向?qū)娮?，改善器件的正向?qū)ㄌ匦浴?/p>

本發(fā)明還提供了一種具有無源金屬PN結(jié)半導體裝置的制備方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種具有無源金屬肖特基半導體裝置剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明的第二種具有無源金屬肖特基半導體裝置剖面示意圖。

其中，

1、襯底層；

2、二氧化硅；

3、第一導電半導體材料；

4、無源金屬；

5、多晶第二導電半導體材料；

6、肖特基勢壘結(jié)。

具體實施方式

實施例1

圖1為本發(fā)明的一種具有無源金屬肖特基半導體裝置的剖面圖，下面結(jié)合圖1詳細說明本發(fā)明的半導體裝置。

一種具有無源金屬肖特基半導體裝置，包括：襯底層1，為N導電類型半導體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM³；第一導電半導體材料3，位于襯底層1之上，為N傳導類型的半導體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E16/CM³；無源金屬4，位于第一導電半導體材料3中，為金屬鎳；肖特基勢壘結(jié)6，位于第一導電半導體材料3的表面；二氧化硅2，位于溝槽中臨靠金屬。

其制作工藝包括如下步驟：

第一步，在襯底層1表面形成第一導電半導體材料層3，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體硅材料形成溝槽；

第三步，在溝槽內(nèi)淀積形成薄膜無源金屬4，刻蝕金屬，淀積薄膜氮化硅，反刻蝕氮化硅，腐蝕金屬；

第四步，淀積二氧化硅2，反刻蝕二氧化硅；

第五步，淀積勢壘金屬，燒結(jié)形成肖特基勢壘結(jié)6，如圖1所示。

實施例2

圖2為本發(fā)明的一種具有無源金屬肖特基半導體裝置的剖面圖，下面結(jié)合圖2詳細說明本發(fā)明的半導體裝置。

一種具有無源金屬肖特基半導體裝置，包括：襯底層1，為N導電類型半導體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM³；第一導電半導體材料3，位于襯底層1之上，為N傳導類型的半導體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E16/CM³；無源金屬4，位于第一導電半導體材料3中，為金屬鎳；肖特基勢壘結(jié)6，位于第一導電半導體材料3的表面；二氧化硅2，位于溝槽中臨靠金屬；多晶第二導電半導體材料5，位于二氧化硅2所形成的溝槽內(nèi)，為多晶半導體硅材料。

其制作工藝包括如下步驟：

第一步，在襯底層1表面形成第一導電半導體材料層3，然后表面熱氧化，形成二氧化硅2；