專利名稱：溝槽式肖特基二極管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溝槽式肖特基二極管及其制作方法，尤其涉及一制作方
法以提供出一種具有較低的反向電壓漏電流、較低的正向偏置電壓(Vf)、較 高的反向耐電壓值以及較短的反向恢復(fù)時(shí)間(tRR)等特性的溝槽式肖特基二 極管。
背景技術(shù)：
肖特基二極管(SchottkyDiode)為以電子做為載流子的單極性元件，其特 性為速度快，且于加入較低的正向偏置電壓(Forward Bias Voltage; Vf)時(shí)， 便可有較大的順向電流與較短的反向恢復(fù)時(shí)間(Reverse Recovery Time; tRR)，但若加入持續(xù)增加的反向偏壓時(shí)，則會(huì)有較大的漏電流(與金屬功函數(shù) 及半導(dǎo)體摻雜濃度所造成的肖特基勢(shì)壘(Schottky Barrier)有關(guān))。而后，有溝 槽式的肖特基勢(shì)壘二極管的提出，通過(guò)于溝槽中填入多晶硅或金屬來(lái)夾止反 向漏電流，使元件的漏電能大幅降低。
關(guān)于溝槽式的肖特基勢(shì)壘二極管，其代表性現(xiàn)有技術(shù)可參閱美國(guó)專利第 5365102號(hào)(專利名稱SCHOTTKY BARRIER RECTIFIER WITH MOS TRENCH)中所揭示的元件結(jié)構(gòu)與技術(shù)；并請(qǐng)參閱如圖l(a)至圖l(f)所示的主 要工藝步驟。首先在圖l(a)中，提供有一外延層(epitaxiallayer)厚度的半導(dǎo)體 基板12，且此基板12具有兩表面12a、 12b，其中高摻雜濃度(N+型)的陰極 區(qū)域12c鄰近其表面12a，而低摻雜濃度(N型)的漂移區(qū)域12d則從高摻雜濃 度(N+型)的陰極區(qū)域12c伸展至表面12b;并進(jìn)而于其上成長(zhǎng)一二氧化硅層 (Si02)13，以降低接著要成長(zhǎng)的一氮化硅層(Si3N4)15的沉積應(yīng)力，并再于氮 化硅層15上形成一光致抗蝕劑層17。
而接著在圖l(b)中，利用該光致抗蝕劑層17進(jìn)行一光刻工藝(lithogmphy) 及蝕刻工藝(etching)，以移除部分的氮化硅層15、 二氧化硅層13以及基板 12，從而將其基板12的漂移區(qū)域12d蝕刻出多個(gè)分離平臺(tái)14，且形成為具有一特定深度與寬度的一溝槽結(jié)構(gòu)22。接著在圖l(c)中，分別于其溝槽結(jié)構(gòu) 22的側(cè)壁22a及底部22b上成長(zhǎng)出絕緣性質(zhì)的一熱氧化層16。并在圖l(d) 中，移除剩下的氮化硅層15和二氧化硅層13，以及于圖l(e)中，在其整體 結(jié)構(gòu)的上方鍍上一金屬層23。并接著在圖l(f)中，于背面的表面12a處同樣 進(jìn)行金屬鍍制，使其多個(gè)分離的平臺(tái)14能將所接觸的金屬層23平行連接出 單一個(gè)陽(yáng)極金屬層18，而于其背面的表面12a處則能形成出一陰極金屬層 20;使其陽(yáng)極金屬層18與平臺(tái)14的接觸便因所謂的肖特基勢(shì)壘(Schottky Barrier)而成為肖特基結(jié)，從而完成晶片的工藝。
由上述的方法制作的溝槽式肖特基二極管(Trench MOS Barrier Schottky Rectifier,簡(jiǎn)稱為T(mén)MBR)，具有極低的正向偏置電壓(Vf)，反向漏電流則受 到溝槽結(jié)構(gòu)的夾止，會(huì)比無(wú)溝槽結(jié)構(gòu)者有更低的漏電流。然而，由于在硅晶 片上挖溝槽等工藝所制造出的應(yīng)力未能有效的得到適當(dāng)?shù)奶幚?，使得產(chǎn)品在 可靠度測(cè)試時(shí)較容易故障；于實(shí)際產(chǎn)品應(yīng)用時(shí)也偶有故障產(chǎn)生。其原因即為 應(yīng)力導(dǎo)致的微細(xì)裂痕，最后造成元件故障。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)提出的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種溝槽式肖特基二極 管制作方法，該方法包含下列步驟提供一半導(dǎo)體基板；于該半導(dǎo)體基板上 形成一第一掩模層；根據(jù)該第一掩模層對(duì)該半導(dǎo)體基板進(jìn)行蝕刻，以于該半 導(dǎo)體基板中形成一多溝槽結(jié)構(gòu)；于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成一柵極氧化 層；于該柵極氧化層上與該第一掩模層上形成一多晶硅結(jié)構(gòu)；對(duì)該多晶硅結(jié) 構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以將該第一掩模層的頂面與部分側(cè)面加以露出；于部分的該多 晶硅結(jié)構(gòu)上與部分的該第一掩模層上形成一第二掩模層，以將該半導(dǎo)體基 板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面加以露出；于該第二掩模層上 與該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上形成一金屬濺 鍍層；以及對(duì)該金屬濺鍍層進(jìn)行蝕刻，以將該第二掩模層的部分表面加以露 出。
本發(fā)明另一方面為一種溝槽式肖特基二極管，包含有 一半導(dǎo)體基板， 其內(nèi)部具有一多溝槽結(jié)構(gòu)； 一第一掩模層，形成于該半導(dǎo)體基板的表面上； 一柵極氧化層，形成于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上，該柵極氧化層并凸出于該半導(dǎo)體基板的表面； 一多晶硅結(jié)構(gòu)，形成于該柵極氧化層上，該多晶硅結(jié)構(gòu)并 凸出于該半導(dǎo)體基板的表面； 一第二掩模層，形成于該第一掩模層上與部分 的該多晶硅結(jié)構(gòu)上；以及一金屬濺鍍層，形成于該第二掩模層、該半導(dǎo)體基 板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上。
利用本發(fā)明所述的制作方法所完成的溝槽式肖特基二極管的結(jié)構(gòu)，其晶 片上位于其肖特基結(jié)這一側(cè)的裝置(device)設(shè)置區(qū)域，便能有效地和外在環(huán)境
作隔絕；還能夠使產(chǎn)品的可靠度測(cè)試結(jié)果較公開(kāi)應(yīng)用的溝槽式肖特基二極管 結(jié)構(gòu)更為優(yōu)異。其次，經(jīng)由相關(guān)技術(shù)的電性測(cè)試后，本發(fā)明所提出的溝槽式 肖特基二極管具有較低的反向電壓漏電流、較低的正向偏置電壓(Vf)、較高 的反向耐電壓值以及較短的反向恢復(fù)時(shí)間(tRR)等特性。


圖l(a)至圖l(f)，為公開(kāi)應(yīng)用的溝槽式的肖特基勢(shì)壘二極管的主要工藝 步驟示意圖。
圖2(a)至圖2(o)，為本發(fā)明所提出的溝槽式肖特基二極管的制作方法， 其較佳實(shí)施例的制作流程示意圖。
上述附圖中的附圖標(biāo)記說(shuō)明如下 12半導(dǎo)體基板 12a、 12b表面 12c陰極區(qū)域 12d漂移區(qū)域 13二氧化硅層 14平臺(tái) 15氮化硅層 16熱氧化層 17光致抗蝕劑層 18陽(yáng)極金屬層 20陰極金屬層 22溝槽結(jié)構(gòu) 22a側(cè)壁22b底部 23金屬層30半導(dǎo)體基板
31高摻雜濃度的硅基板 32低摻雜濃度的外延層
32a表面 33多溝槽結(jié)構(gòu)
41第一氧化層42第二氧化層
43柵極氧化層 44多晶硅結(jié)構(gòu)
45硼磷氧化層 Bl第一光致抗蝕劑層B2第二光致抗蝕劑層B3第三光致抗蝕劑層 Al第一掩模層 A2第二掩模層 50金屬濺鍍層 51第一金屬層 52第二金屬層
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參閱圖2(a)至圖2(0)，為本發(fā)明所提出的溝槽式肖特基二極管的制作 方法，其較佳實(shí)施例的制作流程示意圖。如圖2(a)所示，首先先提供一半導(dǎo) 體基板30;在此實(shí)施例中，該半導(dǎo)體基板30包含了有一高摻雜濃度(N+型) 的硅基板31與一低摻雜濃度(N型)的外延層32兩部分；而其中低摻雜濃度 的外延層32形成于高摻雜濃度的硅基板31之上，且其低摻雜濃度的外延層 32具有一定的厚度，以提供本發(fā)明后續(xù)所需的多溝槽結(jié)構(gòu)(Multi-Trench)的蝕 刻形成。
接著便于該半導(dǎo)體基板30的表面32a上，也就是對(duì)其中的低摻雜濃度 的外延層32所在的表面32a，先進(jìn)行一熱氧化(Thermal Oxidation)工藝，而 于該半導(dǎo)體基板30的表面32a上形成一第一氧化層41;在此實(shí)施例中，該 第一氧化層41所具有的厚度可設(shè)計(jì)約為6000A。其次，如圖2(b)所示，再于 該第一氧化層41上形成定義有一第一光致抗蝕劑圖案的一第一光致抗蝕劑 層B1，用以使該第一氧化層41蝕刻出該第一光致抗蝕劑圖案；因而根據(jù)所 述的該第一光致抗蝕劑圖案對(duì)該第一氧化層41進(jìn)行蝕刻，使得該第一光致 抗蝕劑圖案能轉(zhuǎn)移至該第一氧化層41上。而在此實(shí)施例中，所述的該第一 光致抗蝕劑圖案和后續(xù)待形成的多溝槽結(jié)構(gòu)(Multi-Trench)的樣式相對(duì)應(yīng)，因 而蝕刻后的該第一氧化層41便能成為用以提供蝕刻出溝槽的成長(zhǎng)蝕刻硬掩 模(HardMask)，而成為如圖2(c)中所示的一第一掩模層Al 。在此實(shí)施例中， 將該第一氧化層41形成所述的該第一掩模層Al的過(guò)程，其所采用的蝕刻方 式為干式蝕刻。
承上所述，當(dāng)該第一掩模層A1于該半導(dǎo)體基板30上形成了之后，便可 除去完成蝕刻后的該第一光致抗蝕劑層B1，而呈現(xiàn)出如圖2(d)所示的結(jié)果。 接著，如圖2(e)所示，便根據(jù)所形成的該第一掩模層Al對(duì)該半導(dǎo)體基板30 進(jìn)行溝槽的蝕亥lJ(TrenchEtching),以于該半導(dǎo)體基板30中形成本發(fā)明的一多溝槽結(jié)構(gòu)(Multi-Trench)33。而當(dāng)該多溝槽結(jié)構(gòu)33形成了之后，便是接著對(duì) 其包含有底部與側(cè)壁的表面進(jìn)行一粗糙度的修飾(Trench Rounding),以使其 表面因前述的蝕刻過(guò)程所產(chǎn)生的粗糙邊角能加以去除，而讓后續(xù)的相關(guān)氧化 層的形成有較佳的環(huán)境。
在此一步驟中，其修飾的處理包含有幾個(gè)程序。其一為先對(duì)該多溝槽結(jié) 構(gòu)33進(jìn)行其表面向下厚度約達(dá)數(shù)百個(gè)A大小的干式蝕刻，使得此一較薄的 蝕刻處理能修飾其表面；另一方面則是接著前述處理后，于該多溝槽結(jié)構(gòu)33 的表面(包含了其底部與側(cè)壁)上形成一第二氧化層42，而該第二氧化層42 的設(shè)計(jì)目的為一種犧牲氧化層(Sacrificial Oxide)，其厚度也不大，也就是通 過(guò)其形成之后便接著加以除去的過(guò)程，來(lái)達(dá)到修飾該多溝槽結(jié)構(gòu)33的表面 的目的。而圖2(f)中所示的，為修飾之后再形成該第二氧化層42的示意;因 此，接著的步驟便是將該第二氧化層42加以除去，并再于該多溝槽結(jié)構(gòu)33 的表面上，也就是包含了于其底部與側(cè)壁上，形成如圖2(g)中所示的一柵極 氧化層(Gate Oxide)43。而在此實(shí)施例中，該柵極氧化層43的形成能凸出于 前述的該半導(dǎo)體基板30的表面32a的高度，也就是說(shuō)，該多溝槽結(jié)構(gòu)33上 的該柵極氧化層43能和所述的該第一掩模層Al的部分側(cè)面相接觸。
承上所述，當(dāng)該柵極氧化層43于該多溝槽結(jié)構(gòu)33的表面上形成之后， 便接著于該柵極氧化層43上與該第一掩模層Al上形成如圖2(h)中所示的一 多晶硅結(jié)構(gòu)44。在此實(shí)施例中，該多晶硅結(jié)構(gòu)44以一化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,簡(jiǎn)稱為CVD)工藝的方式于該柵極氧化層43上與該第一掩 模層Al上完成，使得該多晶硅結(jié)構(gòu)44除了能填滿該多溝槽結(jié)構(gòu)33上的該 柵極氧化層43中所呈現(xiàn)的空間外，還能從該第一掩模層Al的頂面與其部分 側(cè)面上加以整個(gè)覆蓋。
接著，便是將所形成的該多晶硅結(jié)構(gòu)44加以除去所不需要的部分。在 此實(shí)施例中，所使用的除去方式為一反蝕刻(EtchBack)工藝，也就是仍以干 式蝕刻的方式但不使用任何的光致抗蝕劑圖案，而是依所設(shè)定的時(shí)間來(lái)均勻 地對(duì)該多晶硅結(jié)構(gòu)44進(jìn)行向下的蝕刻。其蝕刻的結(jié)果如圖2(i)中所示，使得 經(jīng)過(guò)蝕刻之后，該第一掩模層Al的頂面與其一部分的側(cè)面便能夠加以露出； 而該第一掩模層A1的另一部分的側(cè)面，則仍舊和該柵極氧化層43以及所剩 下的該多晶硅結(jié)構(gòu)44相接觸。在此實(shí)施例中，于上述步驟完成之后，還在保持如圖2(i)所示的樣式下
進(jìn)行一離子注入(Ionlmplantation)工藝；而在此例中，是利用硼離子或磷離子 來(lái)做為進(jìn)行此一離子注入工藝的說(shuō)明。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，是將硼離子或磷離子于該 多晶硅結(jié)構(gòu)44內(nèi)作均勻地、預(yù)定深度的注入，使其能成為在二極管中的一 均勻的P型或N型傳導(dǎo)材料。接著，便是于該多晶硅結(jié)構(gòu)44上與該第一掩 模層A1上，先進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積(CVD)工藝，以形成如圖2(j)所示的一硼 磷氧化層45;在此實(shí)施例中，該硼磷氧化層45以加入硼、磷雜質(zhì)的氧化物 為材料，以使其熔點(diǎn)能降低，因而在經(jīng)過(guò)加熱后(較佳方式是加熱到約攝氏 800度)，即可使得此種含硼、磷雜質(zhì)的氧化物具有較軟的易流動(dòng)性質(zhì)。因此， 進(jìn)而在進(jìn)行化學(xué)氣相沉積工藝時(shí)，對(duì)于如所述的該多晶硅結(jié)構(gòu)44與該第一 掩模層Al所呈現(xiàn)的凹陷不一的表面，便能有效地完成其氧化層的覆蓋，以 及形成其氧化層表面的平坦外觀。
承上所述，當(dāng)該硼磷氧化層45于該多晶硅結(jié)構(gòu)44上與該第一掩模層 Al上形成了之后，如圖2(k)所示，便再于該硼磷氧化層45上形成定義有一 第二光致抗蝕劑圖案的一第二光致抗蝕劑層B2，用以根據(jù)該第二光致抗蝕 劑圖案來(lái)對(duì)該硼磷氧化層45進(jìn)行蝕刻；進(jìn)而再除去完成蝕刻后的該第二光 致抗蝕劑層B2，而成為如圖2(1)中所示的一第二掩模層A2。在此一步驟中， 利用該第二光致抗蝕劑層B2所采用的蝕刻方式為一接觸蝕刻(Contact Etching)工藝，以使該硼磷氧化層45形成所述的該第二掩模層A2。
其中，此種接觸蝕刻工藝能對(duì)在該第二光致抗蝕劑圖案下的所有氧化 層，在此例中包括了為該第一氧化層41的該第一掩模層Al以及此處的該硼 磷氧化層45，進(jìn)行全部的蝕刻；而所述的該第二掩模層A2則仍會(huì)覆蓋住其 下的部分第一掩模層A1。也就是該第二掩模層A2的形成，位于部分的該多 晶硅結(jié)構(gòu)44上與部分的該第一掩模層Al上，而該第一掩模層Al的其他部 分則和部分的該硼磷氧化層45—起被蝕刻；從而使得該半導(dǎo)體基板30、該 多晶硅結(jié)構(gòu)44和該柵極氧化層43的部分表面能加以露出，也就是露出如圖 2(1)中所示的晶片左側(cè)區(qū)域。
當(dāng)該第二掩模層A2形成了之后，接著便是于該第二掩模層A2上與該 半導(dǎo)體基板30、該多晶硅結(jié)構(gòu)44和該柵極氧化層43的部分表面上進(jìn)行一金 屬濺鍍(Metal Sputtering)工藝，以形成如圖2(m)中所示的一金屬濺鍍層50。而在此實(shí)施例中，該金屬濺鍍層50由一第一金屬層51和一第二金屬層52 這兩部分所構(gòu)成。其分別的形成步驟為，先于該第二掩模層A2上與該半導(dǎo) 體基板30、該多晶硅結(jié)構(gòu)44和該柵極氧化層43的部分表面上進(jìn)行金屬濺鍍， 以形成該第一金屬層51，也就是此時(shí)該第一金屬層51系覆蓋了整個(gè)晶片的 頂面。而在此例中，該第一金屬層51可采用一鈦金屬(Ti)的材料來(lái)完成。
接著，再于該第一金屬層51上進(jìn)行金屬濺鍍，以形成另一層的該第二 金屬層52，而該第二金屬層52為對(duì)該第一金屬層51作整體的覆蓋。而在此 例中，該第二金屬層52的采用為鋁、硅、銅(A1/Si/Cu)的合金。因此，該金 屬濺鍍層50(即其中的第一金屬層51)與該半導(dǎo)體基板30(即其中的低摻雜濃 度(N型)的外延層32)的表面32a相接觸時(shí)，便能形成所謂的一 肖特基結(jié)或肖 特基勢(shì)壘(SchottkyBarrier)。此外，在此實(shí)施例中，于此一步驟后還可包含進(jìn) 行一快速熱工藝(Rapid Thermal Processing,簡(jiǎn)稱為RTP)，如此便可有效地修 正該金屬濺鍍工藝的結(jié)果。
承上所述，當(dāng)該金屬濺鍍層50于該第二掩模層A2上與該半導(dǎo)體基板 30、該多晶硅結(jié)構(gòu)44和該柵極氧化層43的部分表面上形成之后，如圖2(n) 所示，便是再于該金屬濺鍍層50上形成定義有一第三光致抗蝕劑圖案的一 第三光致抗蝕劑層B3，用以根據(jù)該第三光致抗蝕劑圖案來(lái)對(duì)部分的該金屬 濺鍍層50，也就是針對(duì)如圖2(n)中所示的晶片右側(cè)區(qū)域進(jìn)行蝕刻；進(jìn)而再除 去完成蝕刻后的該第三光致抗蝕劑層B3，而成為如圖2(0)中所示的最后晶片 樣式。
在此步驟中，利用該第三光致抗蝕劑層B3所采用的蝕刻方式為一金屬 蝕刻(MetalEtching)工藝，從而能在該第三光致抗蝕劑圖案下，對(duì)包含了該第 一金屬層51與該第二金屬層52的該金屬濺鍍層50進(jìn)行蝕刻，以將所述的 該第二掩模層A2位于其晶片右側(cè)區(qū)域的部分表面加以露出。此外，在此實(shí) 施例中，于此一步驟后還可包含進(jìn)行一熱融合(Sintering)工藝，以加強(qiáng)該金屬 濺鍍層50于該第二掩模層A2上與該半導(dǎo)體基板30、該多晶硅結(jié)構(gòu)44和該 柵極氧化層43的部分表面上的密合。最后，進(jìn)行一晶片允收測(cè)試(Wafer Acceptance Test,簡(jiǎn)稱為WAT)，來(lái)對(duì)完成所有工藝后的晶片進(jìn)行結(jié)構(gòu)的電 性測(cè)試。
因此，圖2(o)中所示的最后晶片樣式，便為利用本發(fā)明所提出的溝槽式肖特基二極管制作方法，所完成的一溝槽式肖特基二極管。由該圖所示可知，
其結(jié)構(gòu)包含有 一半導(dǎo)體基板30、 一第一掩模層A1、 一柵極氧化層43、 一 多晶硅結(jié)構(gòu)44、 一第二掩模層A2以及一金屬濺鍍層50。其中該半導(dǎo)體基板 30內(nèi)部具有一多溝槽結(jié)構(gòu)33;而所示的該第一掩模層Al則形成于和該半導(dǎo) 體基板30的部分多溝槽結(jié)構(gòu)33相鄰的表面32a上；而該柵極氧化層43則 以凸出于該半導(dǎo)體基板30的表面32a的方式，形成于該多溝槽結(jié)構(gòu)33的表 面上；同樣的，該多晶硅結(jié)構(gòu)44也以凸出于該半導(dǎo)體基板30的表面32a的 方式，形成于該柵極氧化層43上；而該第二掩模層A2形成于該第一掩模層 Al上與部分的該多晶硅結(jié)構(gòu)44上；而包含該第一金屬層51和該第二金屬 層52的該金屬濺鍍層50，則便形成于該第二掩模層A2、該半導(dǎo)體基板30、 該多晶硅結(jié)構(gòu)44和該柵極氧化層43的部分表面上，且該第二掩模層A2部 分位于其晶片右側(cè)區(qū)域的表面呈現(xiàn)為露出。
綜上所述，相較于公開(kāi)應(yīng)用的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，利用本發(fā)明所 述的制作方法所完成的溝槽式肖特基二極管的結(jié)構(gòu)，其晶片上位于其肖特基 結(jié)這一側(cè)的裝置(device)設(shè)置區(qū)域，便能有效地和外在環(huán)境作隔絕；換句話說(shuō)， 其結(jié)構(gòu)于第一、第二掩模層A1、 A2—側(cè)的區(qū)域能成為可有效阻絕電流的一 種防護(hù)環(huán)(guardring)結(jié)構(gòu)，使其漏電流的現(xiàn)象得以有效改善。而在本發(fā)明中， 所述的多晶硅結(jié)構(gòu)44和柵極氧化層43的樣式凸出于其半導(dǎo)體基板30的表 面32a，使得和所覆蓋于其上的金屬濺鍍層50之間便能加強(qiáng)其彼此的結(jié)合程 度，使產(chǎn)品的可靠度測(cè)試結(jié)果較公開(kāi)應(yīng)用的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)更為優(yōu) 異。其次，經(jīng)由相關(guān)技術(shù)的電性測(cè)試后，本發(fā)明所提出的溝槽式肖特基二極 管具有較低的反向電壓漏電流、較低的正向偏置電壓(Vf)、較高的反向耐電 壓值以及較短的反向恢復(fù)時(shí)間(tRR)等特性。如此一來(lái)，本發(fā)明所提出的溝槽 式肖特基二極管及其制作方法，便能有效地解決如現(xiàn)有技術(shù)中所述的相關(guān)缺 陷，進(jìn)而成功地達(dá)成了本發(fā)明發(fā)展的主要目的。
任何本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可在運(yùn)用與本發(fā)明相同目的的前提下，使 用本發(fā)明所揭示的概念和實(shí)施例變化來(lái)做為設(shè)計(jì)和改進(jìn)其他一些方法的基 礎(chǔ)。這些變化、替代和改進(jìn)不能背離權(quán)利要求所界定的本發(fā)明的保護(hù)范圍。 因此，本發(fā)明得由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如 附權(quán)利要求所欲保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種溝槽式肖特基二極管制作方法，該方法包含下列步驟提供一半導(dǎo)體基板；于該半導(dǎo)體基板上形成一第一掩模層；根據(jù)該第一掩模層對(duì)該半導(dǎo)體基板進(jìn)行蝕刻，以于該半導(dǎo)體基板中形成一多溝槽結(jié)構(gòu)；于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成一柵極氧化層；于該柵極氧化層上與該第一掩模層上形成一多晶硅結(jié)構(gòu)；對(duì)該多晶硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以將該第一掩模層的頂面與部分側(cè)面加以露出；于部分的該多晶硅結(jié)構(gòu)上與部分的該第一掩模層上形成一第二掩模層，以將該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面加以露出；于該第二掩模層上與該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上形成一金屬濺鍍層；以及對(duì)該金屬濺鍍層進(jìn)行蝕刻，以將該第二掩模層的部分表面加以露出。
2. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中該半導(dǎo)體基 板包含一高摻雜濃度的硅基板與一低摻雜濃度的外延層。
3. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中形成該第一 掩模層包含下列步驟進(jìn)行一熱氧化工藝，而于該半導(dǎo)體基板的表面上形成一第一氧化層；于該第一氧化層上形成一第一光致抗蝕劑層，且定義該第一光致抗蝕劑 層具有一第一光致抗蝕劑圖案；根據(jù)該第一光致抗蝕劑圖案對(duì)該第一氧化層進(jìn)行蝕刻，以將該第一光致 抗蝕劑圖案轉(zhuǎn)移至該第一氧化層上而形成該第一掩模層；以及除去蝕刻后的該第 一光致抗蝕劑層。
4. 如權(quán)利要求3所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中該第一光致 抗蝕劑圖案和該多溝槽結(jié)構(gòu)的樣式相對(duì)應(yīng)。
5. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中形成該柵極 氧化層包含下列步驟對(duì)該多溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以將該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行修飾；于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成一第二氧化層；以及 除去該第二氧化層，并再于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成該柵極氧化層。
6. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中該多晶硅結(jié) 構(gòu)以一化學(xué)氣相沉積工藝于該柵極氧化層上與該第一掩模層上完成。
7. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中該方法包含 下列步驟于該多晶硅結(jié)構(gòu)內(nèi)利用硼離子或磷離子進(jìn)行一離子注入工藝。
8. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中形成該第二 掩模層包含下列步驟進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積工藝，而于該多晶硅結(jié)構(gòu)上與該第一掩模層上形成一硼磷氧化層；于該硼磷氧化層上形成一第二光致抗蝕劑層，且定義該第二光致抗蝕劑 層具有一第二光致抗蝕劑圖案；根據(jù)該第二光致抗蝕劑圖案對(duì)該硼磷氧化層進(jìn)行一接觸蝕刻工藝以形 成該第二掩模層，而將該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分 表面加以露出；以及除去蝕刻后的該第二光致抗蝕劑層。
9. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中形成該金屬 濺鍍層包含下列步驟于該第二掩模層、該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分 表面上進(jìn)行一金屬濺鍍工藝，以形成一第一金屬層；以及于該第一金屬層上進(jìn)行該金屬濺鍍工藝，以形成一第二金屬層，而該第 一金屬層與該第二金屬層構(gòu)成為該金屬濺鍍層。
10. 如權(quán)利要求9所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中該第一金屬 層以一鈦金屬而完成，而該第二金屬層為鋁、硅、銅的合金。
11. 如權(quán)利要求9所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中該方法包含 下列步驟進(jìn)行一快速熱工藝，以修正該金屬濺鍍工藝的結(jié)果。
12. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中該方法包含 下列步驟于該金屬濺鍍層上形成一第三光致抗蝕劑層，且定義該第三光致抗蝕劑 層具有一第三光致抗蝕劑圖案；根據(jù)該第三光致抗蝕劑圖案對(duì)部分的該金屬濺鍍層進(jìn)行一金屬蝕刻工藝，以將該第二掩模層的部分表面加以露出；以及 除去蝕刻后的該第三光致抗蝕劑層。
13. 如權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管制作方法，其中該方法包含 下列步驟進(jìn)行一熱融合工藝，以加強(qiáng)該金屬濺鍍層于該第二掩模層上與該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上的密合。
14. 一種溝槽式肖特基二極管，包含有 一半導(dǎo)體基板，其內(nèi)部具有一多溝槽結(jié)構(gòu)； 一第一掩模層，形成于該半導(dǎo)體基板的表面上；一柵極氧化層，形成于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上，該柵極氧化層并凸出于 該半導(dǎo)體基板的表面；一多晶硅結(jié)構(gòu)，形成于該柵極氧化層上，該多晶硅結(jié)構(gòu)并凸出于該半導(dǎo) 體基板的表面；一第二掩模層，形成于該第一掩模層上與部分的該多晶硅結(jié)構(gòu)上；以及 一金屬濺鍍層，形成于該第二掩模層、該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和 該柵極氧化層的部分表面上。
15. 如權(quán)利要求14所述的溝槽式肖特基二極管，其中該半導(dǎo)體基板包含 一高摻雜濃度的硅基板與一低摻雜濃度的外延層。
16. 如權(quán)利要求14所述的溝槽式肖特基二極管，其中該第一掩模層的形 成，為先于該半導(dǎo)體基板的表面上進(jìn)行一熱氧化工藝以形成一第一氧化層， 并再對(duì)該第一氧化層進(jìn)行蝕刻而產(chǎn)生。
17. 如權(quán)利要求14所述的溝槽式肖特基二極管，其中該柵極氧化層的形 成，為先對(duì)該多溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成一第二 氧化層，并于除去該第二氧化層后再加以形成。
18. 如權(quán)利要求14所述的溝槽式肖特基二極管，其中該多晶硅結(jié)構(gòu)的形 成，為于該柵極氧化層上進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積工藝與對(duì)應(yīng)的蝕刻而產(chǎn)生。
19. 如權(quán)利要求14所述的溝槽式肖特基二極管，其中該第二掩模層的形 成，為先于該多晶硅結(jié)構(gòu)上與該第一掩模層上進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積工藝以形 成一硼磷氧化層，并再對(duì)該硼磷氧化層進(jìn)行一接觸蝕刻工藝而產(chǎn)生。
20. 如權(quán)利要求14所述的溝槽式肖特基二極管，其中該金屬濺鍍層包含有一第一金屬層，形成于該第二掩模層、該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和 該柵極氧化層的部分表面上；以及一第二金屬層，形成于該第一金屬層上；其中該第一金屬層以一鈦金屬而完成，而該第二金屬層為鋁、硅、銅的a全O五o
全文摘要
一種溝槽式肖特基二極管及其制作方法。該方法包含下列步驟提供一半導(dǎo)體基板；于該半導(dǎo)體基板上形成一第一掩模層；于該半導(dǎo)體基板中形成一多溝槽結(jié)構(gòu)；于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成一柵極氧化層；于該柵極氧化層上與該第一掩模層上形成一多晶硅結(jié)構(gòu)；對(duì)該多晶硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻；于部分的該多晶硅結(jié)構(gòu)上與部分的該第一掩模層上形成一第二掩模層；于該第二掩模層上與該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上形成一金屬濺鍍層；以及對(duì)該金屬濺鍍層進(jìn)行蝕刻。本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管的結(jié)構(gòu)能有效地和外在環(huán)境作隔絕；其次具有較低的反向電壓漏電流、較低的正向偏置電壓、較高的反向耐電壓值以及較短的反向恢復(fù)時(shí)間。
文檔編號(hào)H01L29/66GK101609801SQ20091015100
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月3日
發(fā)明者蘇子川, 趙國(guó)梁, 郭鴻鑫, 陳美玲 申請(qǐng)人:英屬維京群島商節(jié)能元件股份有限公司