[發明專利]溝槽肖特基二極管及其制作方法

有效

• 申請號: 201710324047.7
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107195692B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 余強;焦偉;桑雨果;姚鑫;張小辛
• 申請（專利權）人: 華潤微電子（重慶）有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/328
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 羅泳文

本發明提供一種溝槽肖特基二極管及其制作方法，包括：于硅基底中形成多個具有第一寬度的第一溝槽以及至少一個位于終端的具有第二寬度的第二溝槽，所述第二寬度大于所述第一寬度；于第一溝槽第二溝槽及硅基底的表面形成介質層；沉積多晶硅，對多晶硅進行平坦化；去除硅基底上表面的介質層，所述第二溝槽中保留多晶硅及介質層；于硅基底上表面形成肖特基結；制作上金屬電極。本發明通過在器件終端設置一個較寬的終端溝槽，并直接利用柵氧化層作為終端層間介質層，從而可以省掉傳統工藝中需要單獨生長終端層間介質層的工序；本發明肖特基勢壘層所需表面使用濕法全刻蝕獲得，可以省掉傳統制作所需要的光罩層以及刻蝕工序，可以顯著節約制造成本。

技術領域

本發明屬于半導體器件設計和制造領域，特別是涉及一種溝槽肖特基二極管及其制作方法。

背景技術

隨著半導體技術的不斷發展，功率器件作為一種新型器件，被廣泛地應用于磁盤驅動、汽車電子等領域。功率器件需要能夠承受較大的電壓、電流以及功率負載。而現有MOS晶體管等器件無法滿足上述需求，因此，為了滿足應用的需要，各種功率器件成為關注的焦點。

現有的肖特基二極管一般是貴金屬(金、銀、鋁、鉑等)為正極，以N型半導體為負極，利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的金屬-半導體器件。因為N型半導體中存在著大量的電子，貴金屬中僅有極少量的自由電子，所以電子便從濃度高的N型半導體中向濃度低的貴金屬中擴散。顯然，貴金屬中沒有空穴，也就不存在空穴自金屬向N型半導體的擴散運動。隨著電子不斷從N型半導體擴散到貴金屬，N型半導體表面電子濃度逐漸降低，表面電中性被破壞，于是就形成勢壘，其電場方向為N型半導體朝向貴金屬。但在該電場作用之下，貴金屬中的電子也會產生從貴金屬向N型半導體的漂移運動，從而削弱了由于擴散運動而形成的電場。當建立起一定寬度的空間電荷區后，電場引起的電子漂移運動和濃度不同引起的電子擴散運動達到相對的平衡，便形成了肖特基勢壘。

可見，肖特基二極管是基于金屬和半導體接觸的整流特性進行工作的多數載流子器件，具有正向壓降低、反向恢復電流小、開關速度快、噪聲系數小、功耗低等特點，目前廣泛應用于開關電源、變頻器、驅動器等領域。

現有的一種溝槽式肖特基二極管結構如圖1所示，為了有利于說明，圖中各層厚度未按實際比例繪制，并且背晶的金屬層未畫出。該槽式肖特基二極管結構包括N型襯底01、間隔形成于所述N型襯底中的多個溝槽結構，其包括溝槽10、溝槽表面的介質層11以及填充在溝槽內的多晶硅12、位于終端的多個多溝槽壓降環，其包括溝槽20、溝槽表面的介質層21以及填充在溝槽內的多晶硅22，位于多個降壓環表面的終端層間介質層41，以及上金屬電極31。上述的溝槽式肖特基二極管在終端使用多溝槽壓降環設計，在制作的過程中，需要單獨制作終端層間介質層41，且需要光罩層工序在終端制作出保留區域，其工序復雜，成本高。

鑒于以上所述，提供一種可以有效減少工藝步驟，降低制造成本的溝槽肖特基二極管及其制作方法實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種溝槽肖特基二極管及其制作方法，用于解決現有技術中溝槽肖特基二極管及其制作方法工序復雜，成本高的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種溝槽肖特基二極管的制作方法，所述制作方法包括：1)提供一硅基底，于所述硅基底中形成多個具有第一寬度的第一溝槽以及至少一個位于終端的具有第二寬度的第二溝槽，所述第二寬度大于所述第一寬度；2)于所述第一溝槽第二溝槽及硅基底的表面形成介質層；3)于所述第一溝槽及第二溝槽中沉積多晶硅，直至填滿所述第一溝槽，然后對所述多晶硅進行平坦化至露出所述硅基底上表面的介質層；4)去除所述硅基底上表面的介質層，露出硅基底的上表面，所述第二溝槽中保留多晶硅及介質層；5)于所述硅基底上表面形成肖特基金屬層，并形成肖特基結；6)制作上金屬電極。

優選地，步驟1)中，通過控制所述第二溝槽的第二寬度以控制所述溝槽肖特基二極管的終端的降壓能力。