[發(fā)明專利]一種溝槽肖特基勢(shì)壘二極管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610060658.0
• 申請(qǐng)日: 2016-01-28
• 公開（公告）號(hào): CN105576045B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州立昂微電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/872
• 分類號(hào): H01L29/872;H01L21/329;H01L29/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種溝槽肖特基勢(shì)壘二極管，其特征在于：包括中部的有源區(qū)和環(huán)繞有源區(qū)的截止區(qū)，有源區(qū)自上而下依次由陽極金屬層（1）、肖特基勢(shì)壘金屬層（2）、第一導(dǎo)電類型輕摻雜的N型外延層（3）、第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的單晶硅襯底（4）和陰極金屬層（5）構(gòu)成；N型外延層上部設(shè)有若干溝槽（6），溝槽（6）橫向間隔設(shè)置；肖特基勢(shì)壘金屬層（2）與相鄰溝槽之間的N型外延層（3）的頂面形成肖特基勢(shì)壘接觸；溝槽（6）內(nèi)填充有導(dǎo)電多晶硅（7），導(dǎo)電多晶硅（7）的頂面與肖特基勢(shì)壘金屬層（2）形成歐姆接觸；導(dǎo)電多晶硅（7）與溝槽（6）的內(nèi)表面之間設(shè)有隔離層（8），隔離層（8）的內(nèi)部設(shè)有真空間隙（9）；溝槽（6）在有源區(qū)和截止區(qū)相互連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溝槽肖特基勢(shì)壘二極管，其特征在于：所述的隔離層（8）為二氧化硅層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溝槽肖特基勢(shì)壘二極管，其特征在于：所述真空間隙（9）的寬度為10～1000?。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種溝槽肖特基勢(shì)壘二極管，其特征在于：所述真空間隙（9）的真空度為1～10^-6托。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種溝槽肖特基勢(shì)壘二極管，其特征在于：所述的真空間隙（9）有1～10個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溝槽肖特基勢(shì)壘二極管，其特征在于：所述肖特基勢(shì)壘金屬層（2）的厚度為10～5000?。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基勢(shì)壘二極管的制造方法，其特征在于包括以下步驟：

（一）在第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的單晶硅襯底（4）上生長第一類導(dǎo)電類型輕摻雜的N型外延層（3）；

（二）依次采用光刻和干法刻蝕在N型外延層（3）中刻蝕出溝槽（6）；

（三）在整個(gè)結(jié)構(gòu)的頂層生長第一二氧化硅層（10）；

（四）在整個(gè)結(jié)構(gòu)的頂層生長多晶硅層（11）；

（五）在整個(gè)結(jié)構(gòu)的頂層生長第二二氧化硅層（12）；

（六）在整個(gè)結(jié)構(gòu)的頂層沉積導(dǎo)電多晶硅（7），導(dǎo)電多晶硅充滿溝槽（6）；

（七）采用干法刻蝕選擇性去除部分導(dǎo)電多晶硅，使導(dǎo)電多晶硅（7）的頂面與N型外延層（3）的頂面齊平；

（八）采用干法刻蝕選擇性去除部分第二二氧化硅層，使處于相鄰溝槽間N型外延層（3）的頂部上的多晶硅層（11）曝露出來；

（九）在整個(gè)結(jié)構(gòu)的頂層沉積氮化硅層（13）；

（十）依次采用光刻和干法刻蝕去除未被光刻膠保護(hù)的氮化硅層，使處于有源區(qū)的溝槽（6）內(nèi)的導(dǎo)電多晶硅（7）的頂層被氮化硅覆蓋，使處于截止區(qū)且與有源區(qū)的溝槽相連通的溝槽（6）及溝槽兩側(cè)的區(qū)域被氮化硅層（13）覆蓋；

（十一）進(jìn)行熱氧化處理，未被氮化硅保護(hù)的多晶硅層（11）部分氧化為二氧化硅，并與第一二氧化硅層（10）和第二二氧化硅層（12）連通融合形成隔離層（8），有源區(qū)內(nèi)的多晶硅層（11）被封閉在隔離層（8）中，截止區(qū)內(nèi)的多晶硅層（11）被隔離層（8）和氮化硅層（13）共同封閉；

（十二）依次采用光刻和干法刻蝕，在截止區(qū)的氮化硅層（12）中形成通孔（14），暴露出多晶硅層（11）；

（十三）采用各向同性氣相刻蝕，經(jīng)由通孔（14）去除多晶硅層（11），形成間隙（15）；

（十四）依次采用光刻和干法刻蝕，選擇性去除有源區(qū)內(nèi)的氮化硅層（13）和隔離層（8）的部分二氧化硅，使溝槽（6）內(nèi)的導(dǎo)電多晶硅（7）的頂面和相鄰溝槽之間的N型外延層（3）的頂面暴露出來；

（十五）在整個(gè)機(jī)構(gòu)的頂層沉積肖特基勢(shì)壘金屬層（2），截止區(qū)氮化硅層中的通孔（14）被肖特基勢(shì)壘金屬填塞，間隙（15）成為真空間隙（9）；

（十六）在整個(gè)結(jié)構(gòu)的表面沉積陽極金屬層（1）；

（十七）采用研磨單晶硅襯底（4）的底面的方法進(jìn)行襯底減薄處理，并在單晶硅襯底（4）的底面沉積陰極金屬層（5），得到溝槽肖特基勢(shì)壘二極管。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種肖特基勢(shì)壘二極管的制造方法，其特征在于：在步驟（五）技術(shù)后，重復(fù)步驟（四）和步驟（五）1-9次，然后延續(xù)步驟（六）完成整個(gè)過程，在隔離層（8）中再制造1-9個(gè)真空間隙（9）。