[發明專利]一種SBD低正向飽和專用材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202110562774.3
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113299539B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 劉官超;劉峻成
• 申請（專利權）人: 深圳市聯冀電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/20;H01L29/16;H01L29/872
• 代理公司: 北京市浩東律師事務所 11499
• 代理人: 張樂中

本發明公開了一種SBD低正向飽和專用材料及其制備方法，包括，制備硅晶重摻襯底，通過半導體專用設備外延爐上，在重摻雜硅單晶襯底片正面上以一定溫度和時間淀積第一層一定厚度和電阻率的高阻外延層，形成外延層1，通過半導體專用設備外延爐上，在重摻雜硅單晶襯底片正面上以一定溫度和時間淀積第二層一定厚度和電阻率的高阻外延層。本發明將外延片的外延層一分為三，且電阻率和厚度逐步增加，三層的平均電阻率低于常規外延片的外延層電阻率，帶來的效果是SBD的反壓VBR穩定不變，而正向飽和VF降低了0.1?0.2V的范圍，且動態參數正向浪涌IFSM和靜電ESD能力都有了明顯提升，這證明了SBD基材料外延片的外延層優化，能有效提升產品的靜態和動態參數。

技術領域

本發明涉及低正向飽材料領域，具體涉及一種SBD低正向飽和專用材料及其制備方法。

背景技術

肖特基產品一直以來都是非常重要的低壓器件，它是低壓能源轉換中重要的器件，關鍵是它有優良的低正向飽和及頻率轉換特性，這源于它重要的金半接觸，該金半接觸形成了類似半導體中PN結一樣，具有單項導電性，但又不一樣的重要點是正向開啟電壓典型值只有0.45V-0.55V之間(不同的金屬與同一半導體形成肖特基勢壘高度不一致)，該正向飽和比半導體PN結的0.70V明顯要低些，肖特基的正向飽和VF如何做的更低是業界的追求點之一，現常規的肖特基SBD產品的加工基材料是半導體外延片，一旦外延片材料規格定下來，該產品的正向飽和就基本上決定下來了，常規的外延片材料規格受制于SBD器件的反壓等參數，不能優化正向飽和VF參數，而低的正向飽和VF又是客戶十分迫切要求的，低的VF會降低器件的發熱而提高可靠性；常規外延材料都是重摻雜低阻半導體襯底上淀積單層高阻半導體外延層，該外延層為器件提供基本反壓保障和動態參數性能；

SBD基材料半導體外延片是在第一導電類型重摻雜質的硅晶襯底上生長第一導電類型輕摻雜硅晶外延層，該材料是常規的半導體外延片，是市場絕大多數SBD產品的基材料，而單層外延層的在使用上仍有不足的方面，如單層外延層在保障基礎參數VBR的情況下，不能有效改善正向飽和VF，而VF是電路應用上器件發熱的主要參數(SBD是多子導電，無少子的存儲和壽命一說，高頻特性十分優良，其本身寄生的電容十分小，產生的熱量與正向參數VF的熱量不足一提)，而SBD又是電路應用十分注重規避熱失效的器件，正向飽和VF越小其電路上產生的熱量越小，器件的熱失效性能會越高，因此在保障SBD參數VBR不變的情況下，如何調整外延片外延層是十分重要的關注點，而常規材料在保障VBR穩定的情況下降低VF上是基本沒有辦法可行的，那么優化材料是顯得十分迫切了。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種SBD低正向飽和專用材料及其制備方法，可以有效解決背景技術中的技術問題。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種SBD低正向飽和專用材料的制備方法，該制備方法具體包括如下步驟：

步驟一：制備硅晶重摻襯底；

步驟二：通過半導體專用設備外延爐上，在重摻雜硅單晶襯底片正面上以一定溫度和時間淀積第一層一定厚度和電阻率的高阻外延層，形成外延層1；

步驟三：通過半導體專用設備外延爐上，在重摻雜硅單晶襯底片正面上以一定溫度和時間淀積第二層一定厚度和電阻率的高阻外延層，形成外延層2；

步驟四：通過半導體專用設備外延爐上，在重摻雜硅單晶襯底片正面上以一定溫度和時間淀積第三層一定厚度和電阻率的高阻外延層，形成外延層3；

步驟五：三層單晶外延層淀積后三層外延的外延片已完成了制造，對制造完成的成品進行檢測即可。

作為本發明的進一步方案，所述步驟一中，制備硅晶重摻襯底的具體步驟如下：

步驟1：將坯料通過精磨機進行正面拋光；

步驟2：對拋光后的坯料進行清洗；