[發明專利]鈷肖特基二極管的制備方法

有效

• 申請號: 201210382740.7
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN103730353B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發明（設計）人: 董科;馬棟
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術領域

本發明涉及一種半導體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種鈷（CO）肖特基二極管的制備方法。

背景技術

如圖1所示，是現有方法形成的鈷肖特基二極管的結構示意圖；現有鈷肖特基二極管的制備方法包括如下步驟：

步驟一、在P型硅襯底101中形成深N阱102。在所述硅襯底101中形成淺溝槽隔離103，淺溝槽隔離103定義出鈷肖特基二極管的陽極區域和陰極區域。在陰極區域的深N阱102中形成N阱104，在N阱104中形成N+區105，該N+區105用于和鈷肖特基二極管的陰極金屬形成歐姆接觸。

步驟二、將硅襯底101放入濺射設備中，采用濺射設備產生射頻等離子體(RFplasma)對硅襯底101的表面的自然氧化層進行刻蝕，用于去除硅襯底101的表面的自然氧化層。自然氧化層去除之后接著在濺射設備中采用濺射工藝在所述硅襯底101表面濺射金屬鈷。

步驟三、采用光刻刻蝕工藝將鈷肖特基二極管的陽極區域外的金屬鈷去除，所述鈷肖特基二極管的陽極區域內的金屬鈷保留。

步驟四、進行退火工藝，使鈷肖特基二極管的陽極區域內的金屬鈷和深N阱102中的硅進行反應形成鈷硅化物106，鈷硅化物106和深N阱102之間形成金半接觸即形成肖特基勢壘結。

現有方法在濺射金屬鈷之前包括了采用射頻等離子體去除硅襯底的表面的自然氧化層的步驟，以避免氧化層直接與金屬接觸。然而在去掉自然氧化層的同時也對硅襯底表面有很大的損傷，不僅造成一些缺陷，而且表面也不平整，會影響硅和金屬鈷形成的勢壘，從而導致肖特基二極管的漏電大。如圖2所示，是現有方法形成的鈷肖特基二極管的擊穿電壓的統計圖；其中橫坐標代表硅片位于同一硅片盒中的序號，同一硅片上能夠形成多個肖特基二極管，縱坐標代表形成于不同序號的硅片上的肖特基二極管的擊穿電壓（BV）。從圖2可以看出，開始作業的幾枚硅片BV由于漏電大，整枚硅片上所有肖特基二極管的BV都失效，其中BV小于44V的規格線的肖特基二極管即為失效器件；后面作業的硅片相對要好，但是硅片內的不同肖特基二極管的BV的均勻性很差，BV從10V到60V分布，仍然有一大部分肖特基二極管失效。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種鈷肖特基二極管的制備方法，能降低鈷肖特基二極管的漏電、改善鈷肖特基二極管的BV特性。

為解決上述技術問題，本發明提供的鈷肖特基二極管的制備方法包括如下步驟：

步驟一、在硅襯底中形成深N阱。

步驟二、采用濕法刻蝕工藝去除所述硅襯底表面的自然氧化層從而使所述深N阱表面露出。

步驟三、在濕法刻蝕工藝之后以及保證所述硅襯底表面未形成新的自然氧化層之前，采用濺射工藝在所述硅襯底表面濺射金屬鈷。

步驟四、采用光刻刻蝕工藝將鈷肖特基二極管的陽極區域外的所述金屬鈷去除，所述鈷肖特基二極管的陽極區域內的所述金屬鈷保留。

步驟五、進行退火工藝，使所述鈷肖特基二極管的陽極區域內的所述金屬鈷和所述深N阱中的硅進行反應形成鈷硅化物，所述鈷硅化物和所述深N阱之間形成金半接觸。

進一步的改進是，步驟三中在濕法刻蝕工藝之后的4小時以內進行所述濺射工藝。

進一步的改進是，步驟一中形成所述深N阱之后包括在所述硅襯底中形成淺溝槽隔離結構，在所述鈷肖特基二極管的陰極區域的所述深N阱中形成N阱以及在該N阱中形成N+區的步驟，該N+區用于和所述鈷肖特基二極管的陰極金屬形成歐姆接觸。

進一步的改進是，步驟五中所述鈷硅化物的頂部引出所述鈷肖特基二極管的陽極。

相對于現有技術，本發明取消了在鈷濺射之前用射頻等離子體去除硅襯底表面的自然氧化層步驟，而是采用濕法刻蝕工藝去除硅襯底表面的自然氧化層，能消除去除自然氧化層時對硅襯底表面造成的損傷以及能使硅襯底表面平整，從而能降低鈷肖特基二極管的漏電并改善鈷肖特基二極管的BV特性，能使同一硅片盒中的各位置序號處的硅片即硅襯底上的鈷肖特基二極管的BV得到提高、以及能提高同一硅片上各位置處的鈷肖特基二極管的BV的均勻性。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明:

圖1是現有方法形成的鈷肖特基二極管的結構示意圖；

圖2是現有方法形成的鈷肖特基二極管的擊穿電壓的統計圖；

圖3是本發明實施例方法的流程圖；

圖4A-圖4B是本發明實施例方法中的器件結構圖；

圖5是本發明實施例方法形成的鈷肖特基二極管的擊穿電壓的統計圖。