[發明專利]一種高壓功率型肖特基二極管的制作方法

有效

• 申請號: 201611180023.0
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106711237B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 高博;張戰國;雷應毅;陳金虎
• 申請（專利權）人: 西安微電子技術研究所
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L21/329
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種高壓功率型肖特基二極管的制作方法，包括在硅外延層上制作終端保護結構；然后再硅外延層上進行光刻接觸孔，在使用稀HF溶液進行漂洗并且烘干，隨即進行金屬Al或金屬Al合金的低溫淀積，再進行光刻金屬Al層，然后進行高、低溫合金，對硅片進行背面減薄和背面金屬化，最后得到肖特基勢壘結構，基于該勢壘結構進行肖特基二極管的制作。該方法解決了現有的方法工藝過程復雜、水資源浪費嚴重、生產成本高及工藝兼容性差等問題。

技術領域

本發明屬于半導體功率器件制造技術領域，涉及一種高壓功率型肖特基二極管的制作方法。

背景技術

肖特基二極管具有正向壓降低、反向恢復時間短和抗浪涌電流能力強等特點，可以大幅度降低開關損耗，提高電路效率和使用頻率，減少電路噪聲，被廣泛應用于高速高頻整流、開關電路和保護電路中。隨著功率處理能力的大幅提升，系統單元對功率器件的電流能力和耐壓能力提出了較高的要求。對于肖特基二極管而言，電流能力大于30A，反向耐壓能力大于100V的器件成為開關電源應用的主流產品。

根據肖特基二極管電流電壓特性可知，為降低正向壓降，可采用不同金屬或金屬硅化物制作勢壘高度較小的肖特基二極管。但是當勢壘高度降低時，反向漏電明顯增加、反向耐壓減小。因此，高壓肖特基二極管通常采用勢壘高度較大的鉑金(Pt)硅化物肖特基工藝或金屬與硅直接接觸形成高勢壘的肖特基工藝制作。其中，鉑金硅化物肖特基工藝具有成本高、金屬沾污大、工藝可靠的特點，而金屬與硅直接接觸形成高勢壘的肖特基工藝具有制作成本低、工藝兼容好、工藝難度大的特點。

對于金屬與硅直接接觸形成高勢壘的肖特基工藝而言，為避免肖特基接觸界面本身漏電不穩定，業界比較成功的制作方法是，在金屬淀積之前采用復雜的多次高低溫清洗，以此保證硅與金屬接觸之前表面干凈、清潔、穩定，使得與金屬接觸后能夠形成界面一致、性能穩定的肖特基勢壘。然而采用高低溫清洗的制作方法雖可以制作出性能穩定、反型漏電較小的肖特基二極管，但該方法對清洗設備能力要求較高，工藝過程復雜，水資源浪費嚴重，生產成本較高，且與主流硅基器件工藝不兼容，需要單獨為其配備清洗設備。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高壓功率型肖特基二極管的制作方法，解決了現有的方法工藝過程復雜、水資源浪費嚴重、生產成本高及工藝兼容性差等問題。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

這種高壓功率型肖特基二極管的制作方法，包括以下步驟

步驟1，在硅外延層上制作終端保護結構，得到第一硅外延層；

步驟2，在第一硅外延層上進行光刻肖特基接觸孔，然后使用HF進行漂洗并且進行干燥處理，得到第二硅外延層；

步驟3，將摻有1％Cu或Si的金屬Al在壓強為3-5mTorr、純度大于99.999％的氬氣氣氛、腔室溫度為10～40℃的環境下，濺射功率為50-70W的條件下在第二硅外延層上進行濺射，得到的第三硅外延層上覆蓋有厚度至少為2μm的金屬Al層；或為在壓強為1-2mTorr、腔室溫度為10～40℃的環境下，使用電子束蒸發的方法將靶材為純度大于99.999％的金屬Al在第二硅外延層上進行蒸發，得到的第三層硅外延層上覆蓋有厚道至少為2μm的金屬Al層，其中電子束功率為50-70W；

步驟4，在第三硅外延層的金屬Al層上進行光刻，形成肖特基接觸金屬圖形，得到肖特基勢壘結構；

步驟5，使用肖特基勢壘結構制作并得到肖特基二極管。

更進一步的，本發明的特點還在于：

其中步驟2中HF溶液為體積比為10-50:1的水和HF的稀釋溶液，且使用HF漂洗之后使用去離子水清洗至少1min。

其中步驟2中烘干為在熱N₂環境下通過旋轉進行甩干。