[發明專利]一種歐姆接觸和肖特基接觸超級勢壘整流器及其制作方法

有效

• 申請號: 201710890566.X
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107946352B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 陳文鎖;黃彬;張培健;劉建;王飛;歐宏旗;鐘怡
• 申請（專利權）人: 重慶中科渝芯電子有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/872;H01L21/329
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

技術領域

本發明涉及功率半導體電力電子器件技術領域，具體是一種歐姆接觸和肖特基接觸超級勢壘整流器及其制作方法。

背景技術

功率半導體整流器，廣泛應用于功率轉換器和電源中。常規超級勢壘整流器，在陽極和陰極之間整合并聯的整流二極管和MOS晶體管來形成具有較低導通壓降、合理漏電水平、較穩定高溫性能的整流器件，其在100V以下的應用中具有明顯的競爭優勢。

現有技術中典型的超級勢壘整流器有多種結構和相應的制造方法，但其器件結構和制造工藝相對較復雜。

現有技術中提出的肖特基接觸超級勢壘整流器，其制造方法簡單，并且可以通過肖特基接觸和超級勢壘兩種方式調節正向電流導通能力和反向漏電水平之間的優化關系。

但常規肖特基接觸超級勢壘整流器在大電流密度時仍然工作于單項導電模式，這樣，大電流條件將導致非常大的正向壓降，因此常規肖特基接觸超級勢壘整流器的過流能力較弱。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的問題，提供一種歐姆接觸和肖特基接觸超級勢壘整流器及其制作方法。

為實現本發明目的而采用的技術方案是這樣的，一種歐姆接觸和肖特基接觸超級勢壘整流器，其特征在于，包括下電極層、重摻雜第一導電類型襯底層、輕摻雜第一導電類型外延層、第二導電類型體區、肖特基接觸區、柵介質層、柵電極層、掩蔽介質層、歐姆接觸區和上電極層。

所述重摻雜第一導電類型襯底層覆蓋于下電極層之上。

所述輕摻雜第一導電類型外延層覆蓋于重摻雜第一導電類型襯底層之上。

所述第二導電類型體區覆蓋于輕摻雜第一導電類型外延層之上的部分表面。

所述歐姆接觸區覆蓋于第二導電類型體區之上的部分表面。

所述肖特基接觸區覆蓋于第二導電類型體區之上的部分表面。

所述柵介質層覆蓋于輕摻雜第一導電類型外延層之上的部分表面和第二導電類型體區之上的部分表面。所述柵介質層還覆蓋于肖特基接觸區之上。

所述柵電極層覆蓋于柵介質層之上。

所述掩蔽介質層覆蓋于柵電極層之上。

所述上電極層覆蓋于掩蔽介質層和歐姆接觸區之上，所述上電極層與肖特基接觸區相連接。

進一步，還包括第二導電類型保護環及結終端區，所述第二導電類型保護環及結終端區為閉合狀的環形結構。所述環形結構包圍的中間區域為有源區。

進一步，所述第二導電類型體區由一個或多個重復的結構單元構成。所述第二導電類型體區位于有源區內部，位于有源區邊緣的結構單元與所述第二導電類型保護環及結終端區可以接觸，也可以不接觸。

進一步，所述柵介質層和掩蔽介質層的材料包括二氧化硅材料和氮氧化硅。所述柵電極層的材料包括摻雜多晶硅。

一種歐姆接觸和肖特基接觸超級勢壘整流器的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將輕摻雜第一導電類型外延層覆蓋于重摻雜第一導電類型襯底層之上。

2)將柵介質材料覆蓋于輕摻雜第一導電類型外延層之上。

3)將柵電極材料覆蓋于上述步驟)中的柵介質材料之上。

4)將掩蔽介質材料覆蓋于上述步驟)中的柵電極材料之上。

5)利用掩膜層形成柵介質層、柵電極層和掩蔽介質層。

6)形成第二導電類型體區。

7)形成肖特基接觸區和歐姆接觸區。

8)形成上電極層。

9)形成下電極層。

進一步，在形成柵介質層、柵電極層和掩蔽介質層之前，還包括形成第二導電類型保護環及結終端區的步驟。

進一步，所述步驟3)中的柵電極材料包括多晶硅材料。所述多晶硅材料通過原味摻雜方式或者雜質注入后退火的方式完成摻雜。

所述步驟5)中形成第二導電類型體區的方法包括注入第二導電類型雜質后快速退火的方式。

所述步驟7)中的肖特基接觸區包括高級硅化物。所述高級硅化物包括鈦硅、鉑硅或鎳鉑硅材料。

進一步，所述步驟7)中的歐姆接觸區選擇重摻雜第二導電類型區，所述歐姆接觸區與上電極層形成歐姆接觸。

進一步，所述輕摻雜第一導電類型外延層能夠包含增強層結構。

本發明的技術效果是毋庸置疑的，本發明具有以下優點：

1)本發明在保持肖特基接觸的結構中，增加歐姆接觸設計，使得新結構器件具備了Schottky和P-i-N結構的融合特性。