[發明專利]一種溝槽肖特基勢壘二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201210382236.7
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN102916055A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 劉偉
• 申請（專利權）人: 杭州立昂微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L21/329
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.?一種溝槽肖特基勢壘二極管，自上而下依次由陽極金屬層（1）、第一導電類型輕摻雜的外延層（3）、襯底（4）及陰極金屬層（5）構成，所述外延層（3）上部橫向間隔設置有若干溝槽（6），相鄰溝槽（6）之間的外延層（3）形成凸臺（7），其特征在于，所述陽極金屬層（1）與外延層（4）之間設有肖特基勢壘金屬層（2），所述肖特基勢壘金屬層（2）與凸臺（7）頂面形成肖特基勢壘接觸，所述溝槽（6）內填充有第二導電類型非均勻摻雜的導電多晶硅（8），所述導電多晶硅（8）與溝槽（6）之間設有隔離層（9），所述凸臺（7）兩側的頂角設有第二導電類型重摻雜的頂角保護區域（10），所述導電多晶硅（8）頂面及頂角保護區域（10）頂面均與肖特基勢壘金屬層（2）形成歐姆接觸。

2.?根據權利要求1所述的一種溝槽肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述肖特基勢壘金屬層（2）厚度為10~1000埃米。

3.?根據權利要求1所述的一種溝槽肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述外延層（3）的雜質摻雜濃度由頂面至底面遞增，其中，頂面摻雜濃度為10¹⁴?cm^-3?~10¹⁶?cm^-3，底面摻雜濃度為10¹⁸?cm^-3~10²¹?cm^-3。

4.?根據權利要求1所述的一種溝槽肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述導電多晶硅（8）頂面與凸臺（7）頂面齊平。

5.?根據權利要求1或4所述的一種溝槽肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述導電多晶硅（8）的雜質摻雜濃度由頂面至底面遞減，其中，頂面摻雜濃度為10¹⁸?cm^-3?~10²¹?cm^-3，底面摻雜濃度為10¹⁴?cm^-3?~?10¹⁶?cm^-3。

6.?根據權利要求1所述的一種溝槽肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述隔離層（9）為二氧化硅層。

7.?根據權利要求1所述的一種溝槽肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述頂角保護區域（10）的頂面寬度為凸臺（7）頂面寬度的1~10%。

8.?一種如權利要求1所述的溝槽肖特基勢壘二極管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

（一）在襯底（4）上生長外延層（3）；

（二）在外延層（3）上生長介質層，在介質層上涂上光刻膠（16）后通過光刻在介質層上定義出溝槽圖形（14）；

（三）通過干法刻蝕選擇性除去未被光刻膠（16）保護的介質層，曝露出與溝槽圖形（14）對應的外延層（3）后除去光刻膠（16），將保留下來的介質層作為硬掩膜（11）；

（四）以硬掩膜（11）為保護，采用干法刻蝕選擇性刻蝕曝露的外延層（3），在外延層（3）中形成溝槽（6），溝槽（6）之間由硬掩膜（11）保護的外延層（3）形成凸臺（7）；

（五）在整個結構頂層生長隔離層（9）；

（六）在整個結構頂層沉積多晶硅（15），使多晶硅（15）填充滿溝槽（6）；

（七）采用干法刻蝕選擇性去除部分多晶硅（15），使多晶硅（15）頂面與凸臺（7）頂面齊平；

（八）采用濕法腐蝕選擇性去除溝槽（6）開口端兩側的部分硬掩膜（11），曝露出凸臺（7）的頂角；

（九）采用離子注入的方法對曝露的凸臺（7）頂角頂面及多晶硅（15）頂面進行摻雜以形成第二導電類型重摻雜區域（12），熱退火后形成導電多晶硅（8），同時形成頂角保護區域（10），或采用高溫擴散法，先在曝露的凸臺（7）頂角頂面及多晶硅（15）頂面沉積摻雜玻璃層（13），熱退火后再采用濕法腐蝕選擇性去除摻雜玻璃層（13），即形成導電多晶硅（8），同時形成頂角保護區域（10）；

（十）采用濕法腐蝕，選擇性去除硬掩膜（11）后在整個結構頂層沉積肖特基勢壘金屬層（2）；

（十一）在肖特基勢壘金屬層（2）頂面沉積陽極金屬層（1）；

（十二）采用研磨襯底（4）底面的方法進行襯底減薄，然后在襯底（4）底面沉積陰極金屬層（5），得溝槽肖特基勢壘二極管。