[發(fā)明專利]肖特基二極管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210581204.X
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103050548A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王劍敏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京燕東微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L29/47;H01L21/329;H01L21/28
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及肖特基器件。更具體地，本發(fā)明涉及一種肖特基二極管及其制造方法。

背景技術(shù)

目前肖特基二極管芯片生產(chǎn)工藝中，普遍采用鈦鎳銀三層金屬與N-外延層形成肖特基勢壘結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)目前存在兩個弊端，其一，對鈦鎳銀濕法腐蝕的工藝精度要求非常高，該關(guān)鍵工藝的穩(wěn)定性，往往制約著肖特基二極管的特征參數(shù)的好壞。濕法腐蝕工藝稍有不慎，極易造成肖特基二極管低的反向擊穿電壓和大的漏電流，因而影響了肖特基二極管的性能和芯片的成品率。其次，以鈦鎳銀工藝生產(chǎn)的芯片，易受環(huán)境濕度的影響而表面氧化。在芯片的后序加工過程中，例如在芯片封裝中的壓焊工序，由于芯片表面的銀已被氧化，導(dǎo)致壓焊絲不能焊接或焊接不牢而產(chǎn)生廢品，這無疑就增加了生產(chǎn)成本。

因此，需要一種能夠易于制造并具有高的成品率的肖特基二極管及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種肖特基二極管以解決上述技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面提供一種肖特基二極管，該肖特基二極管包括陰極金屬層，陰極金屬層上的N型硅芯片，該N型硅芯片上具有開口的絕緣層，位于所述開口中及所述絕緣層上的陽極金屬層，并且該肖特基二極管進(jìn)一步包括，

該N型硅芯片中位于所述陽極金屬層下方的金屬硅化物層，以及

該N型硅芯片中位于所述金屬硅化物層周圍的高濃度P型摻雜內(nèi)環(huán)和位于所述高濃度P型內(nèi)環(huán)外側(cè)的高濃度P型摻雜外環(huán)。

優(yōu)選地，所述高濃度P型摻雜內(nèi)環(huán)和高濃度P型摻雜外環(huán)的濃度相等或不等。

優(yōu)選地，所述高濃度P型摻雜外環(huán)形成在該肖特基二極管邊緣處。

優(yōu)選地，所述金屬硅化物層是硅化鎳層。

優(yōu)選地，所述陽極金屬層包括第一金屬層和第二金屬層。

優(yōu)選地，所述第一金屬層是鈦金屬層，所述第二金屬層是鋁金屬層。

優(yōu)選地，所述N型硅芯片進(jìn)一步包括高濃度N型硅襯底和其上的低濃度N型外延層。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造肖特基二極管的方法，該方法包括以下步驟：

在N型硅芯片上形成絕緣層；

對所述絕緣層進(jìn)行第一刻蝕，以在所述絕緣層中形成用于形成P型摻雜區(qū)的內(nèi)環(huán)開口和外環(huán)開口；

以所述絕緣層為掩膜，通過離子注入和擴(kuò)散工藝在所述N型硅芯片中形成高濃度P型摻雜內(nèi)環(huán)和位于所述高濃度P型內(nèi)環(huán)外側(cè)的高濃度P型摻雜外環(huán)；以及

對所述絕緣層進(jìn)行第二刻蝕，以在所述絕緣層中形成用于形成陽極電極的陽極開口；

在N型硅芯片中所述陽極開口的位置形成金屬硅化物層；

在所述陽極開口和所述絕緣層上形成陽極金屬層；以及

在所述N型硅芯片的另一側(cè)上形成陰極金屬層。

優(yōu)選地，所述在N型硅芯片中陽極開口的位置形成金屬硅化物層的步驟進(jìn)一步包括：

在所述陽極開口和所述絕緣層上淀積鎳；

對濺射的鎳進(jìn)行擴(kuò)散；

去除多余的鎳以暴露所述陽極開口。

優(yōu)選地，在該N型硅芯片上形成絕緣層的步驟包括在所述N型硅芯片上通過熱氧化生長二氧化硅絕緣層的步驟。

優(yōu)選地，在所述陽極開口和所述絕緣層上形成陽極金屬層的步驟包括依次淀積鈦金屬層和鋁金屬層的步驟。

優(yōu)選地，所述N型硅芯片進(jìn)一步包括高濃度N型硅襯底和其上的低濃度N型外延層。

根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管及其制造方法具有以下優(yōu)點。

其一，在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管，在低濃度N型(N-)摻雜外延層中形成了兩個高濃度P型(P+)環(huán)的雙環(huán)設(shè)計結(jié)構(gòu)。

兩個P+環(huán)的內(nèi)環(huán)可被稱作分壓環(huán)，也可稱為保護(hù)環(huán)，而外環(huán)可被稱為終端環(huán)，其中分壓環(huán)的部分區(qū)域與金屬硅化物層和陽極金屬層接觸。設(shè)置雙P+環(huán)的目的是肖特基金屬層在接觸P+環(huán)區(qū)域后在器件外加反偏電壓時，肖特基勢壘的耗盡區(qū)首先通過內(nèi)環(huán)P+分壓環(huán)的耗盡層一次擴(kuò)展再經(jīng)過外環(huán)P+終端環(huán)的耗盡層進(jìn)一步擴(kuò)展延伸，可以提高肖特基二極管反向擊穿電壓，同時利用外環(huán)的P+終端環(huán)耗盡層擴(kuò)展的夾斷作用可進(jìn)一步抑制反向漏電流。

通過將終端環(huán)設(shè)置在該二極管的外側(cè)，即將該終端環(huán)設(shè)置在二極管芯片劃片區(qū)域中，在不增加芯片面積的情況下，進(jìn)一步擴(kuò)展了P+內(nèi)環(huán)的保護(hù)作用，有效降低了器件制造工藝中可能引入的離子沾污對二極管參數(shù)的影響，有效提高成品率。