專利名稱：納米硅肖特基二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種納米硅二極管，更特別的是關(guān)于一種納米硅肖特基二極管(Nano-silicon films Schottky diode)。
肖特基二極管(Schottky diode)是利用金屬和半導(dǎo)體在其交界表面形成的表面勢壘并利用其特性制成的二極管。它的器件結(jié)構(gòu)和整流特性完全不同于通常的P-N結(jié)二極管。當(dāng)肖特基二極管處于正向?qū)〞r，電子從n型半導(dǎo)體一邊流向金屬，這時電子是多數(shù)載流子。當(dāng)它注入金屬層后不存在所謂少數(shù)載流子積累問題(象通常P-N結(jié)中那樣)，不會發(fā)生在接觸勢壘兩邊電荷的存貯，從而使它的開關(guān)時間遠(yuǎn)比一般二極管為快。所以它在超高速器件，微波電路及高速集成電路中有廣泛用途。如濟(jì)南吉福半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的肖特基二極管(使用C-Si材料)占國內(nèi)同類產(chǎn)品的80％，供不應(yīng)求，年創(chuàng)匯600萬美元。然而，據(jù)我們了解他們的肖特基二極管產(chǎn)品電參數(shù)在幾個方面抵不上我們所設(shè)計的納米硅肖特基二極管。
表1 濟(jì)南吉福半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的肖特基二極管電參數(shù)
表2 濟(jì)南吉福半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的功率肖特基二極管電參數(shù)
本實用新型的目的是提供一種納米硅肖特基二極管，其不僅含蓄了現(xiàn)有單晶硅肖特基二極管的性能，而且又把納米硅薄膜的特性融合了進(jìn)來，構(gòu)成一種完全新型結(jié)構(gòu)并具有優(yōu)異性能的納米硅肖特基二極管。
本實用新型的這個以及其它目的將通過下列詳細(xì)說明和描述來進(jìn)一步體現(xiàn)和說明。
在本實用新型中，納米硅肖特基二極管是以低電阻率單晶硅為基片，在其上沉積一層摻雜納米硅薄膜，在納米硅薄膜上有多層金屬膜；多層金屬膜可以采用鈦、鉑和鎢金屬膜，可以單獨(dú)采用鈦、鉑和鎢金屬膜中的一種，也可以多層使用。
進(jìn)一步的，本實用新型的納米硅肖特基二極管，所述的摻雜可以是摻磷或硼元素。
本實用新型的納米硅肖特基二極管，以N型低電阻率C-Si為基片，在其上有約1微米厚二氧化硅絕緣層，在絕緣層上刻有一排排整齊小窗口，面積為400×400(μm)2或200×200(μm)2，然后沉積3～5微米厚的摻磷納米硅膜。除窗口內(nèi)有納米硅薄膜外，其余地方無納米硅薄膜，在窗口內(nèi)納米硅薄膜上有金屬層。
本實用新型的納米硅肖特基二極管與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、溫度穩(wěn)定性好，可在～250℃高溫下正常使用；2、在擊穿之前，反向漏電流僅為納安(nA)量級并具有極低的噪音系數(shù)；3、開關(guān)時間τr≤2.0ns，遠(yuǎn)低于濟(jì)南吉福半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的肖特基二極管。
以下通過附圖及其說明來進(jìn)一步說明本實用新型。


圖1是本實用新型產(chǎn)品的示意圖。
在圖1中，符號1代表低電阻率單晶硅，符號2代表納米硅薄膜，符號3代表多層金屬膜，符號4代表二氧化硅絕緣膜，符號5代表鈍化膜。
參考圖1，本實用新型的納米硅肖特基二極管，以低電阻率單晶硅1為基片，使用熱氧化法生長一層二氧化硅絕緣膜并刻出一排排小窗口，然后再在其上沉積一層摻雜納米硅薄膜2，在納米硅薄膜2上有多層金屬膜3；所述的多層金屬膜3可以采用鈦、鉑和鎢金屬膜，可以單獨(dú)采用鈦、鉑和鎢金屬膜中的一種，也可以多層使用；所述的摻雜可以摻磷或硼元素。
進(jìn)一步的，本實用新型的納米硅肖特基二極管是以N型低電阻率C-Si為基片，在其上有約1微米厚二氧化硅4絕緣層；并刻出一排排400×400(μm)2或200×200(μm)2大小的窗口，然后再在其上沉積3～5微米厚的摻磷N型納米硅薄膜2。
本實用新型的納米硅肖特基二極管的器件結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)方法如下1、以N型低電阻率C-Si為基片(三時或四時大園片)，用半導(dǎo)體平面工藝中熱氧化方法生成約1微米厚SiO2絕緣層；2、用平面工藝光刻技術(shù)，在絕緣層上刻出一排排整齊的小窗口，窗口面積可按需要刻制成400×400(μm)2或200×200(μm)2等；3、使用PECVD薄膜沉積技術(shù)在大園片上沉積3～5微米厚的摻磷n型納米硅薄膜，薄膜電阻率可按器件需要選定，如1000～2000歐姆/口，窗口內(nèi)納米硅薄膜與基片為良好的歐姆接觸；4、使用光刻技術(shù)把窗口外邊的納米硅膜腐蝕掉，只留下窗口內(nèi)的納米硅膜為工作層；5、使用蒸發(fā)法將特種金屬(如Ti、Pd、Pt、Au、W)等沉積在納米硅膜頂端，形成單層或多層金屬膜；6、在頂端附蓋一層大約1微米厚鈍化保護(hù)層5(如Si3N4)然后在大約500℃溫度下進(jìn)行熱處理使之形成肖特基結(jié)(金屬-半導(dǎo)體結(jié))；7、蒸發(fā)背電極形成歐姆接觸，完成器件結(jié)構(gòu)；8、切片，壓焊電極，封裝管殼。
權(quán)利要求1.一種納米硅肖特基二極管，其特征在于以低電阻率單晶硅為基片，在其上沉積一層摻雜納米硅薄膜，在納米硅薄膜上有多層金屬膜。
2.如權(quán)利要求1所述的納米硅肖特基二極管，其特征在于多層金屬膜可以采用鈦、鉑和鎢金屬膜。
3.如權(quán)利要求2所述的納米硅肖特基二極管，其特征在于二極管中的金屬膜可以單獨(dú)采用鈦、鉑和鎢金屬膜中的一種，也可以多層使用。
4.如權(quán)利要求1所述的納米硅肖特基二極管，其特征在于所述的摻雜可以摻磷或硼元素。
5.如權(quán)利要求1所述的納米硅肖特基二極管，其特征在于以N型低電阻率C-Si為基片，在其上有約1微米厚二氧化硅絕緣層。
6.如權(quán)利要求1所述的納米硅肖特基二極管，其特征在于在開過小窗口的二氧化硅層上沉積3～5微米厚的摻磷N型納米硅薄膜。
7.如權(quán)利要求6所述的納米硅肖特基二極管，其特征在于在二氧化硅絕緣層上有一排排整齊小窗口，面積為400×400(μm)2或200×200(μm)2。
8.如權(quán)利要求6所述的納米硅肖特基二極管，其特征在于除窗口內(nèi)有納米硅薄膜外，其余地方無納米硅薄膜。
9.如權(quán)利要求6所述的納米硅肖特基二極管，其特征在于在窗口內(nèi)納米硅薄膜上涂有金屬層。
專利摘要本實用新型公開了一種納米硅肖特基二極管,它是以低電阻率單晶硅為基片,在其上沉積一層摻雜納米硅薄膜,在納米硅薄膜上有多層金屬膜。本實用新型的產(chǎn)品溫度穩(wěn)定性好,可在～250℃高溫下正常使用;在擊穿之前,反向漏電流僅為納安(nA)量級并具有極低的噪音系數(shù);開關(guān)時間τr≤2.0ns。
文檔編號H01L29/872GK2443492SQ0025825
公開日2001年8月15日 申請日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月20日
發(fā)明者何宇亮, 劉明 申請人:何宇亮, 李愛剛