[發明專利]一種溝槽肖特基二極管的結構及其制造方法

在審

• 申請號: 201810072178.5
• 申請日: 2018-01-25
• 公開（公告）號: CN108231913A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 周祥瑞;殷允超
• 申請（專利權）人: 江蘇捷捷微電子股份有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L21/329
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧海洋

本發明公開了一種溝槽肖特基二極管的結構，它包括溝槽和勢壘區，溝槽為分段式溝槽結構或點狀式溝槽結構，勢壘區位于各分段式分布或點狀分布的溝槽周邊。還公開了一種溝槽肖特基二極管的結構的制造方法，外延層上生長熱氧化層或者淀積絕緣層；溝槽光刻，選擇性腐蝕熱氧化層或絕緣層；溝槽蝕刻；高溫生長犧牲氧化層，去除犧牲氧化層；高溫生長柵氧化層，多晶硅淀積；多晶硅淀積后再蝕刻，淀積絕緣層；接觸孔光刻并做選擇性接觸孔腐蝕，去除剩余光刻膠；清洗待濺射勢壘區，濺射勢壘金屬并高溫快速退火；正面金屬淀積，正面金屬光刻并腐蝕，去除剩余光刻膠；背面減薄，淀積背面金屬層。極大的提高單位勢壘面積，減少了溝槽區域的浪費，有效的降低了正向壓降，提高了電流能力。

技術領域

本發明涉及一種肖特基二極管結構，尤其涉及一種溝槽肖特基二極管的結構。

本發明還涉及一種溝槽肖特基二極管的制造方法。

背景技術

溝槽肖特基二極管是采用溝槽結構的夾斷效果來實現較高的耐壓，同時可以降低表面電場強度，使用更低功函數的勢壘金屬，達到更優的正向壓降和高溫特性。但是溝槽結構會浪費勢壘面積，如果采用更小的溝槽寬度，一方面工藝實現難度非常大，小溝槽里面很難填充多晶硅，并且容易形成空洞；另一方面，太小的溝槽寬度，不利于溝槽夾斷。目前的溝槽肖特基二極管的溝槽結構采用條柵平行式結構，可以有較好的溝槽夾斷效果，但是浪費了較多的勢壘面積。

圖4所示，溝槽肖特基二極管是在溝槽1’中生長柵氧化層5’，然后填充多晶硅6’，通過多晶硅-柵氧-硅這種MOS結構,當在背面襯底層3’逐漸增加高電壓的時候，溝槽側壁會感應出正電荷，與外延層4’中的負電荷達到電荷平衡效果，可以有效改善電場集中度，達到夾斷效果。

圖1是常規溝槽肖特基二極管的有源區俯視圖，相鄰溝槽1’之間為勢壘區2’。圖4是溝槽肖特基二極管的溝槽夾斷原理圖。但是這種溝槽肖特基二極管的勢壘區是在兩個溝槽之間的區域才會形成，溝槽區會占用勢壘區面積，過大的溝槽區會浪費勢壘區域，影響正向壓降和電流能力。過小的溝槽區對于工廠光刻工藝能力要求較高，同時對于多晶硅填充工藝要求較高，容易形成空洞，不能形成致密的多晶硅。

因此，需要提供一種新的技術方案來解決上述問題。

發明內容

針對肖特基二極管, 超低正向壓降和超低漏電一直是未來綠色節能的趨勢，常規的溝槽肖特基二極管可以比普通平面型肖特基二極管具有更低的正向壓降和漏電，更低溫升，本發明要解決的技術問題是提供一種改進的溝槽肖特基二極管的結構，可以有效提高單位勢壘面積，具有比普通溝槽肖特基更低的正向壓降，更低的溫升，可以廣泛應用于充電器和適配器等電源應用。

本發明還提供一種溝槽肖特基二極管的制造方法。

為解決上述技術問題，本發明的一種溝槽肖特基二極管的結構，它包括溝槽和勢壘區，溝槽為分段式溝槽結構或點狀式溝槽結構，勢壘區位于各分段式分布或點狀分布的溝槽周邊。

分段式溝槽結構的縱向溝槽間距需要小于或者等于橫向溝槽間距；縱向溝槽長度需大于橫向溝槽寬度；橫向溝槽寬度的范圍為0.4-2um之間, 橫向溝槽間距的范圍為1-3um之間。

點狀式溝槽結構的相應溝槽間距都是相同的, 溝槽形狀為圓形或正方形；溝槽寬度范圍為0.4-2um之間,溝槽間距范圍為1-3um之間。

一種溝槽肖特基二極管的結構的制造方法，包括以下步驟：

（1）在外延層上生長熱氧化層或者淀積絕緣層，厚度為4000-7000埃；

（2）溝槽光刻，并做選擇性腐蝕熱氧化層或絕緣層，去除剩余光刻膠，溝槽光刻線寬在0.4-0.8um；

（3）溝槽蝕刻，去除剩余熱氧化層或絕緣層，溝槽深度范圍為1-4um之間；

（4）高溫生長犧牲氧化層，去除犧牲氧化層；