[發明專利]溝槽型MOS勢壘肖特基二極管及制作方法

無效

• 申請號: 201310380403.9
• 申請日: 2013-08-28
• 公開（公告）號: CN103441152A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 鄭柳;孫國勝;張峰;劉興昉;王雷;趙萬順;閆果果;董林;劉勝北;劉斌;田麗欣;曾一平
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

1.一種溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，包括：

一襯底；

一外延薄膜，其制作在襯底上，該外延薄膜的中間有一凸臺，該凸臺的側壁為平面；

一保護環，其制作在外延薄膜的凸臺的周圍，并位于凸臺周圍的平面向下；

一絕緣介質薄膜，其制作在外延薄膜的凸臺周圍的側壁上，高度與外延薄膜的凸臺齊平，并位于保護環上，位于保護環上的部分的高度低于凸臺的表面，其斷面為L形；

一肖特基接觸金屬，其制作在絕緣介質薄膜的表面，并覆蓋外延薄膜凸臺的表面；

一第一壓焊塊，其覆蓋于肖特基接觸金屬的表面；

一歐姆接觸金屬，其制作在襯底的背面；

一第二壓焊塊，其制作在歐姆接觸金屬的背面。

2.根據權利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其中所述襯底和外延薄膜形成碳化硅半導體薄膜，其材料為N型或P型4H或6H，碳化硅半導體薄膜中的外延薄膜的厚度為1μm-200μm。

3.根據權利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其中所述凸臺為叉指結構、平行長條狀、圓環形或正方形臺面，或及其組合形狀，各凸臺的間距為0.1-200μm，該凸臺的高度為0.1μm-200μm。

4.根據權利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其中所述保護環的深度為1nm-200μm。

5.根據權利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其中所述絕緣介質薄膜的晶型為單晶或多晶或無定形硅，所述絕緣介質薄膜的厚度為0.01μm-100μm。

6.根據權利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其中所述肖特基接觸金屬和第一壓焊塊或歐姆接觸金屬及第二壓焊塊的材料為Ti、Al、Ni、W、Au或Ag，或及其組合。

7.一種溝槽型MOS勢壘肖特基二極管的制作方法，包括如下步驟：

步驟1：采用CVD的方法，在襯底上生長一外延薄膜；

步驟2：在外延薄膜上采用曝光技術，獲得圖形化的表面；

步驟3：在圖形化的表面上進行刻蝕，形成凸臺，該凸臺的高度小于外延薄膜的厚度，形成樣品；

步驟4：對樣品進行離子注入，在凸臺表面向下形成保護環，保護環的厚度和凸臺的高度之和小于外延薄膜的厚度；

步驟5：進行高溫退火，去除光刻掩膜；

步驟6：在保護環的上表面生長絕緣介質薄膜，該絕緣介質薄膜覆蓋凸臺周圍的側壁，高度與凸臺齊平，并位于保護環上，位于保護環上的部分的高度低于凸臺的表面，其斷面為L形；

步驟7：對絕緣介質薄膜15進行刻蝕，將凸臺上表面的絕緣介質薄膜全部刻蝕掉，保留凸臺之間的絕緣介質薄膜；

步驟8：在絕緣介質薄膜的表面及凸臺上淀積肖特基接觸金屬；

步驟9：在肖特基接觸金屬的表面淀積第一壓焊塊；

步驟10：在襯底的背面淀積歐姆接觸金屬；

步驟11：在歐姆接觸金屬的背面淀積第二壓焊塊，完成器件制備。

8.根據權利要求6所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管的制作方法，其中所述襯底和外延薄膜形成碳化硅半導體薄膜，其材料為N型或P型4H或6H，碳化硅半導體薄膜中的外延薄膜的厚度為1μm-200μm，其非故意摻雜濃度為1×10¹³-5×10¹⁷cm^-3。

9.根據權利要求6所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管的制作方法，其中所述的刻蝕，是濕法或干法刻蝕。

10.根據權利要求6所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管的制作方法，其中所述凸臺為叉指結構、平行長條狀、圓環形或正方形臺面，或及其組合形狀，各凸臺的間距為0.1-200μm，凸臺的高度為0.1μm-200μm。

11.根據權利要求6所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管的制作方法，其中所述離子注入的能量為1kev-10Mev，溫度為0℃-1000℃，注入的劑量為1×10¹⁰-1×10¹⁶cm^-2。

12.根據權利要求6所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管的制作方法，其中所述的高溫退火的溫度為200℃-2000℃，退火氣氛為真空或惰性氣體氛圍。