專利名稱：一種鍺硅肖特基二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體器件，具體說是關(guān)于鍺硅肖特基二極管。
背景技術(shù)：
肖特基二極管因其具有多數(shù)載流子工作、響應(yīng)速度快和無少子積累等特征而被廣泛的用于高頻、高速、探測等方面。在本實用新型做出前，傳統(tǒng)的鍺硅肖特基二極管自下而上依次有歐姆接觸電極，硅襯底層，鍺硅外延層，開有窗口的氮化硅層，在氮化硅窗口中置有鎳硅化合物層，氮化硅窗口上復(fù)蓋鋁電極，這種結(jié)構(gòu)的鍺硅肖特基二極管的鍺硅與氮化硅接觸面積大，界面缺陷多，導(dǎo)致器件漏電流大。制作過程中，采用先在硅襯底上生長鍺硅層，再在鍺硅層上面生長一層氮化硅。由于鍺硅材料在高溫下會發(fā)生應(yīng)變弛豫，因而只有采用低溫沉積氮化硅，這給隨后的器件隔離及集成工藝帶來較大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)新穎的鍺硅肖特基二極管，以提高鍺硅肖特基二極管原型器件的質(zhì)量。
本實用新型的鍺硅肖特基二極管包括硅襯底、鍺硅層、開有窗口的氮化硅層、鎳硅化合物層、鋁電極以及歐姆接觸電極，歐姆接觸電極、硅襯底和開有窗口的氮化硅層自下而上依次迭置，鍺硅層和鎳硅化合物層在氮化硅層的窗口內(nèi)，其中鎳硅化合物層在鍺硅層的上面，在氮化硅層的窗口上覆蓋與鎳硅化合物層接觸的鋁電極。
本實用新型的鍺硅肖特基二極管的制作方法，包括以下步驟1)將清洗好的硅襯底放入低壓化學(xué)氣相沉積裝置中，在700～800℃下以SiH2Cl2和NH3為氣源生長一層氮化硅層，氮化硅的厚度為0.5～0.6μm；2)在600℃下以硅烷為氣源在氮化硅表面生長一層二氧化硅層，二氧化硅的厚度為0.2～0.3μm；3)在二氧化硅層表面光刻出窗口，用180℃的熱磷酸去掉窗口處裸露的氮化硅層；4)放入超高真空化學(xué)氣相沉積裝置中生長鍺硅層，生長溫度為550～650℃，使鍺硅層的厚度小于氮化硅的厚度；5)用濃度為5％的氫氟酸去除二氧化硅層，沉積在二氧化硅層上的鍺硅層也同時被除去；6)將樣品放入蒸發(fā)設(shè)備中，采用電子束蒸發(fā)方法在氮化硅及鍺硅層表面蒸鍍一層厚為10～30nm的金屬鎳；7)放入快速熱處理爐中，400～700℃下退火30～90秒，在窗口處的鍺硅層上形成鎳硅化合物層，冷卻后采用1∶1的濃硫酸和雙氧水清洗；8)將步驟7)所得制品放入蒸發(fā)設(shè)備中，在制品兩面分別蒸鍍厚為200nm的鋁電極和歐姆接觸電極；9)反刻電極，去除氮化硅上沉積的鋁，然后在450℃下進(jìn)行鋁合金化至少10分鐘。
上述的硅襯底可以是電阻率為10-3Ω·cm的重?fù)诫sN型或P型硅襯底。
本實用新型的鍺硅肖特基二極管由于鍺硅層僅僅局限在由氮化硅層包圍的光刻窗口內(nèi)，大大減少了鍺硅與介質(zhì)層的接觸面積，界面密度降低，減少了器件的漏電流，提高了器件的性能，這與傳統(tǒng)的肖特基二極管結(jié)構(gòu)完全不同。由于器件的鍺硅層只存在于光刻窗口處，因而器件制造無須任何隔離技術(shù)，簡化了工藝，提高了集成度。


圖1是本實用新型的鍺硅肖特基二極管原型器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合具體實例進(jìn)一步說明本實用新型。
參照圖1，本實用新型的鍺硅肖特基二極管包括硅襯底1、鍺硅層2、開有窗口的氮化硅層3、鎳硅化合物層4、鋁電極5以及歐姆接觸電極6，歐姆接觸電極6、硅襯底1和開有窗口的氮化硅層3自下而上依次迭置，鍺硅層2和鎳硅化合物層4在氮化硅層3的窗口內(nèi)，其中鎳硅化合物層4在鍺硅層2的上面，在氮化硅層的窗口上覆蓋與鎳硅化合物層接觸的鋁電極。
制作本實用新型鍺硅肖特基二極管的方法，步驟如下1)將N型(100)電阻率為0.008Ω·cm的硅襯底清洗干凈后放入低壓化學(xué)氣相沉積裝置中，在750℃下以SiH2Cl2和NH3為氣源生長一層氮化硅層，氮化硅的厚度為0.5μm；2)然后在600℃下以硅烷為氣源在氮化硅表面生長一層二氧化硅層，二氧化硅的厚度為0.2μm；3)利用標(biāo)準(zhǔn)光刻工藝先在二氧化硅層表面光刻出窗口，窗口大小依光刻板尺寸決定，然后用180℃的熱磷酸去掉窗口處裸露的氮化硅層；
4)將光刻好的樣品放入超高真空化學(xué)氣相沉積裝置中生長鍺硅層，生長溫度為550℃，使鍺硅層的厚度小于氮化硅的厚度；5)用濃度為5％的氫氟酸去除二氧化硅層，沉積在二氧化硅層上的鍺硅層也同時被除去；6)將樣品放入蒸發(fā)設(shè)備中，采用電子束蒸發(fā)方法在氮化硅及鍺硅層表面蒸鍍一層厚度為20nm的金屬鎳；7)放入快速熱處理爐中，500℃下退火60秒，在窗口處的鍺硅層上形成鎳硅化合物層，冷卻后采用1∶1的濃硫酸和雙氧水清洗；8)將步驟7)所得制品放入蒸發(fā)設(shè)備中，按常規(guī)方法在制品兩面分別蒸鍍厚度為200nm的鋁電極和歐姆接觸電極；9)反刻電極，去除氮化硅上沉積的鋁，然后在450℃下進(jìn)行鋁合金化10分鐘，制得本實用新型的鍺硅肖特基二極管。
權(quán)利要求1.一種鍺硅肖特基二極管，包括硅襯底(1)、鍺硅層(2)、開有窗口的氮化硅層(3)、鎳硅化合物層(4)、鋁電極(5)以及歐姆接觸電極(6)，其特征在于歐姆接觸電極(6)、硅襯底(1)和開有窗口的氮化硅層(3)自下而上依次迭置，鍺硅層(2)和鎳硅化合物層(4)在氮化硅層(3)的窗口內(nèi)，其中鎳硅化合物層(4)在鍺硅層(2)的上面，在氮化硅層的窗口上覆蓋與鎳硅化合物層(4)接觸的鋁電極(5)。
專利摘要本實用新型涉及鍺硅肖特基二極管，它包括自下而上依次迭置的歐姆接觸電極、硅襯底和開有窗口的氮化硅層，在氮化硅層窗口內(nèi)有鍺硅層和鎳硅化合物層，其中鎳硅化合物層在鍺硅層的上面，在氮化硅層的窗口上覆蓋與鎳硅化合物層接觸的鋁電極。這種結(jié)構(gòu)的鍺硅肖特基二極管由于其鍺硅層只存在于氮化硅光刻窗口處，因此能有效地降低器件的反向漏電流，且器件制造無須任何隔離，簡化了工藝，提高了集成度。
文檔編號H01L29/872GK2826698SQ20052001360
公開日2006年10月11日 申請日期2005年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月28日
發(fā)明者葉志鎮(zhèn), 吳貴斌, 唐九耀, 趙星, 劉國軍 申請人:浙江大學(xué)