專利名稱：一種肖特基勢(shì)壘二極管整流器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及整流器件及其制造方法，特別涉及一種肖特基勢(shì)壘二極管整流器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
整流器件作為交流到直流的轉(zhuǎn)換器件，要求單向?qū)ㄌ匦裕凑驅(qū)〞r(shí)開(kāi)啟電壓低，導(dǎo)通電阻小，而反向偏置時(shí)阻斷電壓高，反向漏電小。肖特基勢(shì)壘二極管作為整流器件已經(jīng)在電源應(yīng)用領(lǐng)域使用了數(shù)十年。相對(duì)于PN結(jié)二極管而言，肖特基勢(shì)壘二極管具有正向開(kāi)啟電壓低和開(kāi)關(guān)速度快的優(yōu)點(diǎn)，這使其非常適合應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源以及高頻場(chǎng)合。肖特基勢(shì)壘二極管是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬一半導(dǎo)體結(jié)原理制作的。 傳統(tǒng)的平面型肖特基勢(shì)壘二極管器件通常由位于下方的高摻雜濃度的N +襯底和位于上方的低摻雜濃度的N —外延生長(zhǎng)層構(gòu)成，高摻雜濃度的N +襯底底面沉積下金屬層形成歐姆接觸，構(gòu)成肖特基勢(shì)壘二極管的陰極；低摻雜濃度的N—外延生長(zhǎng)層頂面沉積上金屬層形成肖特基勢(shì)壘接觸，構(gòu)成肖特基勢(shì)壘二極管的陽(yáng)極。金屬與N型單晶硅的功函數(shù)差形成勢(shì)壘，該勢(shì)壘的高低決定了肖特基勢(shì)壘二極管的特性，較低的勢(shì)壘可以減小正向?qū)ㄩ_(kāi)啟電壓，但是會(huì)使反向漏電增大，反向阻斷電壓降低；反之，較高的勢(shì)壘會(huì)增大正向?qū)ㄩ_(kāi)啟電壓，同時(shí)使反向漏電減小，反向阻斷能力增強(qiáng)。然而，與PN結(jié)二極管相比，傳統(tǒng)的平面型肖特基勢(shì)壘二極管總體來(lái)說(shuō)反向漏電大，反向阻斷電壓低。針對(duì)上述問(wèn)題，溝槽式肖特基勢(shì)壘二極管整流器件被發(fā)明出來(lái)，其具有低正向?qū)ㄩ_(kāi)啟電壓的同時(shí)，克服了上述平面型肖特基二極管的缺點(diǎn)。溝槽式肖特基勢(shì)壘二極管的顯著特點(diǎn)是在N-外延層中存在若干垂直于硅片表面、延伸入N-外延層中的溝槽，覆蓋在溝槽表面的氧化層，以及填充其中的導(dǎo)電材料。美國(guó)專利US 5，365，102披露了一種溝槽式肖特基勢(shì)壘二極管整流器件及制造方法，其中一實(shí)施例的器件結(jié)構(gòu)如圖1所示(圖1相當(dāng)于美國(guó)專利的圖6F)。從該圖中可以看出，制作器件的硅片由高摻雜的N+襯底201和較低摻雜的N —外延層202構(gòu)成，一系列溝槽203制備于N —外延層202中，溝槽203之間為N型單晶硅凸臺(tái)結(jié)構(gòu)204，溝槽203側(cè)壁生長(zhǎng)有二氧化硅層205，陽(yáng)極金屬層206覆蓋在整個(gè)結(jié)構(gòu)的上表面，并與單晶硅凸臺(tái)結(jié)構(gòu)204的頂面接觸形成肖特基接觸；在N+襯底201底面沉積有陰極金屬層207。在IEEE文章The Trench MOS Barrier Schottky (TMBS) Rectifier 中，作者Μ· Mehrotra和 B. J. Baliga對(duì)該種溝槽式肖特基勢(shì)壘二極管整流器件做了計(jì)算分析。器件結(jié)構(gòu)和電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線如圖2所示 (圖2adb相當(dāng)于IEEE文章的圖1和圖3)，圖2 (a)為器件結(jié)構(gòu)，圖2 (b)顯示不同溝槽深度對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)強(qiáng)度曲線；針對(duì)不同的溝槽深度，器件反向偏置時(shí)候的電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線被計(jì)算出來(lái)。電場(chǎng)強(qiáng)度曲線所包圍的面積對(duì)應(yīng)器件的反向電壓阻斷能力。由于溝槽結(jié)構(gòu)的存在，器件反向偏置時(shí)電場(chǎng)分布發(fā)生變化，在溝槽底部達(dá)到最強(qiáng)，到達(dá)肖特基勢(shì)壘界面的電場(chǎng)強(qiáng)度降低，從而增強(qiáng)了該器件的電壓反向阻斷能力，減小了反向漏電流。除了溝槽深度，氧化層厚度也可以調(diào)制器件反向偏置時(shí)候的電場(chǎng)分布。
然而，現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)所暴露出的主要問(wèn)題是器件反向電壓阻斷能力提升有限。如圖2中電場(chǎng)強(qiáng)度曲線所示，隨溝槽深度變化，電場(chǎng)強(qiáng)度峰值位置隨之變化，但是電場(chǎng)強(qiáng)度曲線所包圍面積變化不顯著，即器件反向電壓阻斷能力無(wú)顯著改變。另外，溝槽內(nèi)填充的金屬與上金屬層相同，當(dāng)溝槽寬度較窄時(shí)，由于上金屬層材料的縫隙填充能力不好，有可能留下空洞，影響器件的可靠性。為此，如何克服上述不足，并進(jìn)一步優(yōu)化肖特基勢(shì)壘二極管整流器件性能和提高器件可靠性是本發(fā)明研究的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種肖特基勢(shì)壘二極管整流器件及其制造方法，其反向電壓阻斷能力得到進(jìn)一步提高，且增強(qiáng)了器件的可靠性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第一技術(shù)方案是
一種肖特基勢(shì)壘二極管整流器件，該器件的有源區(qū)由若干肖特基勢(shì)壘二極管單胞并聯(lián)構(gòu)成；在截面上，每個(gè)單胞包括硅片，位于所述硅片背面的下金屬層，位于所述硅片正面的上金屬層，所述硅片下部與所述下金屬層連接的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的單晶硅襯底，所述硅片上部與所述上金屬層連接的第一導(dǎo)電類型輕摻雜的單晶硅外延層，位于所述外延層上部并開(kāi)口于所述外延層上表面的溝槽，相鄰溝槽之間外延層區(qū)域形成的凸臺(tái)，位于所述溝槽中部的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)，位于所述溝槽內(nèi)部第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)兩側(cè)的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)，所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)與所述外延層之間的第一隔離氧化層，所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)與所述外延層和所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)之間的第二隔離氧化層。所述下金屬層與所述襯底之間形成歐姆接觸；所述上金屬層與所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)的上表面連接形成歐姆接觸；所述上金屬層與所述凸臺(tái)上表面連接形成肖特基勢(shì)壘接觸；所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)的下底面深度dl大于所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)的下底面深度d2 ；所述第一隔離氧化層的厚度tl大于所述第二隔離氧化層的厚度t2。1、作為優(yōu)選方案，所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)下底面深度dl是所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)下底面深度d2的1. 1倍至3倍。2、作為優(yōu)選方案，所述第一隔離氧化層厚度tl是所述第二隔離氧化層厚度t2的 1.1倍至10倍。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的第二技術(shù)方案是
一種用于制造上述二極管整流器件的制造方法，該方法包括下列工藝步驟 步驟一、在第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的單晶硅襯底上，生長(zhǎng)第一導(dǎo)電類型輕摻雜的單晶硅外延層；
步驟二、在外延層上表面生長(zhǎng)介質(zhì)層，該介質(zhì)層可以是二氧化硅層，或者氮化硅層，或者二氧化硅層和氮化硅層的復(fù)合層；
步驟三、對(duì)介質(zhì)層實(shí)施光刻，定義出溝槽的圖形；
步驟四、采用干法刻蝕方法，選擇性除去未被光刻膠保護(hù)的介質(zhì)層，曝露出溝槽圖形對(duì)應(yīng)的外延層，而除去光刻膠后保留下來(lái)的介質(zhì)層作為介質(zhì)硬掩膜使用；
步驟五、以介質(zhì)硬掩膜為保護(hù)，采用干法刻蝕方法選擇性刻蝕曝露出的外延層單晶硅，在外延層中形成溝槽，溝槽之間形成具有一定寬度的凸臺(tái)； 步驟六、采用濕法腐蝕，選擇性除去介質(zhì)層； 步驟七、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面均勻生長(zhǎng)第一隔離氧化層；
步驟八、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s導(dǎo)電多晶硅層，通過(guò)干法刻蝕選擇性去除部分導(dǎo)電多晶硅，使導(dǎo)電多晶硅層上表面與外延層上表面平齊，形成第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)；
步驟九、采用濕法腐蝕，選擇性去除部分第一隔離氧化層。在凸臺(tái)與第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)之間形成溝槽；溝槽底部高于第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)的底面； 步驟十、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面均勻生長(zhǎng)第二隔離氧化層；
步驟十一、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的導(dǎo)電多晶硅層，通過(guò)干法刻蝕選擇性去除部分導(dǎo)電多晶硅，使導(dǎo)電多晶硅層上表面與外延層上表面平齊，形成第二導(dǎo)電多晶娃區(qū)；
步驟十二、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積層間介質(zhì)層，該介質(zhì)層可以是二氧化硅層，或者氮化硅層，或者二氧化硅層和氮化硅層的復(fù)合層；
步驟十三、實(shí)施光刻，曝露出有源區(qū)，采用干法刻蝕，或者濕法腐蝕，或者干、濕結(jié)合，選擇性除去未被光刻膠保護(hù)的層間介質(zhì)層，直至凸臺(tái)、第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)的上表面完全曝露；
步驟十四、沉積上金屬層到整個(gè)結(jié)構(gòu)表面，該金屬層與凸臺(tái)上表面連接形成肖特基勢(shì)壘接觸，與第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)的上表面連接形成歐姆接觸；
步驟十五、在襯底的底面上沉積下金屬，該金屬層與襯底下底面連接形成歐姆接觸。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果
如圖4所示，與現(xiàn)有技術(shù)器件結(jié)構(gòu)(圖4左側(cè))相比，本發(fā)明器件(圖4右側(cè))通過(guò)器件結(jié)構(gòu)及制造過(guò)程的改變，引入由第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)和第二隔離氧化層構(gòu)成的第二級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)；使凸臺(tái)中的電場(chǎng)強(qiáng)度在第二級(jí)溝槽結(jié)構(gòu)底部出現(xiàn)第二個(gè)峰值，從而擴(kuò)大了電場(chǎng)強(qiáng)度曲線包圍的面積，擴(kuò)大部分即為圖中十字線陰影區(qū)域；因此，本發(fā)明器件反向電壓阻斷能力， 即斜線陰影與十字線陰影區(qū)域面積之和，與現(xiàn)有技術(shù)——斜線陰影區(qū)域面積——相比，有顯著增強(qiáng)，提升了器件性能。另外，用導(dǎo)電多晶硅代替金屬，填入溝槽中，與金屬材料相比， 導(dǎo)電多晶硅有更強(qiáng)的縫隙填充能力，為器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更多靈活型，并加強(qiáng)了器件可靠性。


附圖1為現(xiàn)有技術(shù)美國(guó)專利US 5，365，102器件截面示意附圖 2 為現(xiàn)有技術(shù) IEEE 文章 The Trench MOS Barrier Schottky Rectifier 中器件結(jié)構(gòu)與電場(chǎng)強(qiáng)度分布附圖3為本發(fā)明實(shí)施例器件截面示意附圖4為本發(fā)明實(shí)施例器件結(jié)構(gòu)和電場(chǎng)強(qiáng)度分布與現(xiàn)有技術(shù)器件結(jié)構(gòu)和電場(chǎng)分布對(duì)比附圖5A-5D為本發(fā)明實(shí)施例的器件制造方法流程圖。以上附圖中，1、肖特基勢(shì)壘二極管單胞；2、硅片；3、下金屬層；4、上金屬層；5、襯底；6、外延層；7、溝槽；8、凸臺(tái)；9、第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)；10、第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)；11、第一隔離氧化層；12、第二隔離氧化層。201、N+襯底；202、N-外延層；203、溝槽；204、凸臺(tái)結(jié)構(gòu)； 205、二氧化硅層；206、陽(yáng)極金屬層；207、陰極金屬層。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 實(shí)施例
一種肖特基勢(shì)壘二極管整流器件，如圖3所示，該器件的有源區(qū)由若干肖特基勢(shì)壘二極管單胞1并聯(lián)構(gòu)成；在截面上，每個(gè)單胞1包括硅片2，位于所述硅片2背面的下金屬層 3，位于所述硅片2正面的上金屬層4，所述硅片2下部與所述下金屬層3連接的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的單晶硅襯底5，所述硅片2上部與所述上金屬層4連接的第一導(dǎo)電類型輕摻雜的單晶硅外延層6，位于所述外延層6上部并開(kāi)口于所述外延層6上表面的溝槽7，相鄰溝槽 7之間外延層6區(qū)域形成的凸臺(tái)8，位于所述溝槽7中部的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9，位于所述溝槽7內(nèi)部第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9兩側(cè)的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)10，所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9與所述外延層6之間的第一隔離氧化層11，所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)10與所述外延層6和所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9之間的第二隔離氧化層 12 ；
所述下金屬層3與所述襯底5之間形成歐姆接觸；所述上金屬層4與所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)10的上表面連接形成歐姆接觸；所述上金屬層4與所述凸臺(tái) 8上表面連接形成肖特基勢(shì)壘接觸；所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9的下底面深度dl大于所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)10的下底面深度d2 ；所述第一隔離氧化層11的厚度tl大于所述第二隔離氧化層12的厚度t2。上述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9下底面深度dl是所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)10下底面深度 d2的1. 1倍至3倍。上述第一隔離氧化層11厚度tl是所述第二隔離氧化層12厚度t2的1. 1倍至10倍。一種用于制造上述肖特基勢(shì)壘二極管整流器件的制造方法，該方法包括下列工藝步驟
步驟一、在第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的單晶硅襯底5上，生長(zhǎng)第一導(dǎo)電類型輕摻雜的單晶硅外延層6 ；
步驟二、在外延層6上表面生長(zhǎng)介質(zhì)層，該介質(zhì)層可以是二氧化硅層，或者氮化硅層， 或者二氧化硅層和氮化硅層的復(fù)合層；
步驟三、對(duì)介質(zhì)層實(shí)施光刻，定義出溝槽7的圖形；
步驟四、采用干法刻蝕方法，選擇性除去未被光刻膠保護(hù)的介質(zhì)層，曝露出溝槽7圖形對(duì)應(yīng)的外延層，而除去光刻膠后保留下來(lái)的介質(zhì)層作為介質(zhì)硬掩膜使用；
步驟五、以介質(zhì)硬掩膜為保護(hù)，采用干法刻蝕方法選擇性刻蝕曝露出的外延層單晶硅， 在外延層6中形成溝槽7，溝槽7之間形成具有一定寬度的凸臺(tái)8 ； 步驟六、采用濕法腐蝕，選擇性除去介質(zhì)層； 步驟七、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面均勻生長(zhǎng)第一隔離氧化層11 ；步驟八、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s導(dǎo)電多晶硅層，通過(guò)干法刻蝕選擇性去除部分導(dǎo)電多晶硅，使導(dǎo)電多晶硅層上表面與外延層6上表面平齊，形成第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9 ；
步驟九、采用濕法腐蝕，選擇性去除部分第一隔離氧化層。在凸臺(tái)8與第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9之間形成溝槽；溝槽底部高于第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9的底面； 步驟十、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面均勻生長(zhǎng)第二隔離氧化層12 ；
步驟十一、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的導(dǎo)電多晶硅層，通過(guò)干法刻蝕選擇性去除部分導(dǎo)電多晶硅，使導(dǎo)電多晶硅層上表面與外延層6上表面平齊，形成第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)10 ；
步驟十二、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積層間介質(zhì)層，該介質(zhì)層可以是二氧化硅層，或者氮化硅層，或者二氧化硅層和氮化硅層的復(fù)合層；
步驟十三、實(shí)施光刻，曝露出有源區(qū)，采用干法刻蝕，或者濕法腐蝕，或者干、濕結(jié)合，選擇性除去未被光刻膠保護(hù)的層間介質(zhì)層，直至凸臺(tái)8、第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)10的上表面完全曝露；
步驟十四、沉積上金屬層4到整個(gè)結(jié)構(gòu)表面，該金屬層與凸臺(tái)8上表面連接形成肖特基勢(shì)壘接觸，與第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)9和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)10的上表面連接形成歐姆接觸； 步驟十五、在襯底5的底面上沉積下金屬3，該金屬層與襯底5下底面連接形成歐姆接觸。 上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種肖特基勢(shì)壘二極管整流器件，該器件的有源區(qū)由若干肖特基勢(shì)壘二極管單胞 (1)并聯(lián)構(gòu)成；在截面上，每個(gè)單胞(1)包括硅片(2)，位于所述硅片(2)背面的下金屬層 (3)，位于所述硅片(2)正面的上金屬層(4)，所述硅片(2)下部與所述下金屬層(3)連接的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的單晶硅襯底(5)，所述硅片(2)上部與所述上金屬層(4)連接的第一導(dǎo)電類型輕摻雜的單晶硅外延層(6)，位于所述外延層(6)上部并開(kāi)口于所述外延層(6)上表面的溝槽(7)，相鄰溝槽(7)之間外延層(6)區(qū)域形成的凸臺(tái)(8)，位于所述溝槽(7)中部的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)，位于所述溝槽(7)內(nèi)部第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)兩側(cè)的第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)(10)，所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9) 與所述外延層(6)之間的第一隔離氧化層(11)，所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)(10)與所述外延層 (6)和所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)之間的第二隔離氧化層(12);其特征在于所述下金屬層 (3)與所述襯底(5)之間形成歐姆接觸；所述上金屬層(4)與所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)(10)的上表面連接形成歐姆接觸；所述上金屬層(4)與所述凸臺(tái)(8)上表面連接形成肖特基勢(shì)壘接觸；所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)的下底面深度(dl)大于所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)(10)的下底面深度(d2);所述第一隔離氧化層(11)的厚度tl大于所述第二隔離氧化層(12)的厚度(t2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基勢(shì)壘二極管整流器件，其特征在于所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)下底面深度dl是所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)(10)下底面深度d2的1. 1倍至3倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基勢(shì)壘二極管整流器件，其特征在于所述第一隔離氧化層(11)厚度(tl)是所述第二隔離氧化層(12)厚度(t2)的1. 1倍至10倍。
4.一種用于制造權(quán)利要求1所述肖特基勢(shì)壘二極管整流器件的制造方法，其特征在于該方法包括下列工藝步驟步驟一、在第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的單晶硅襯底(5)上，生長(zhǎng)第一導(dǎo)電類型輕摻雜的單晶硅外延層(6)；步驟二、在外延層(6 )上表面生長(zhǎng)介質(zhì)層，該介質(zhì)層可以是二氧化硅層，或者氮化硅層， 或者二氧化硅層和氮化硅層的復(fù)合層；步驟三、對(duì)介質(zhì)層實(shí)施光刻，定義出溝槽(7)的圖形；步驟四、采用干法刻蝕方法，選擇性除去未被光刻膠保護(hù)的介質(zhì)層，曝露出溝槽(7)圖形對(duì)應(yīng)的外延層，而除去光刻膠后保留下來(lái)的介質(zhì)層作為介質(zhì)硬掩膜使用；步驟五、以介質(zhì)硬掩膜為保護(hù)，采用干法刻蝕方法選擇性刻蝕曝露出的外延層單晶硅， 在外延層(6)中形成溝槽(7)，溝槽(7)之間形成具有一定寬度的凸臺(tái)(8)；步驟六、采用濕法腐蝕，選擇性除去介質(zhì)層；步驟七、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面均勻生長(zhǎng)第一隔離氧化層(11)；步驟八、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s導(dǎo)電多晶硅層，通過(guò)干法刻蝕選擇性去除部分導(dǎo)電多晶硅，使導(dǎo)電多晶硅層上表面與外延層(6)上表面平齊，形成第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)；步驟九、采用濕法腐蝕，選擇性去除部分第一隔離氧化層，在凸臺(tái)(8)與第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)之間形成溝槽；溝槽底部高于第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)的底面；步驟十、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面均勻生長(zhǎng)第二隔離氧化層(12)；步驟十一、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積第一導(dǎo)電類型重?fù)诫s的導(dǎo)電多晶硅層，通過(guò)干法刻蝕選擇性去除部分導(dǎo)電多晶硅，使導(dǎo)電多晶硅層上表面與外延層(6)上表面平齊，形成第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)(10)；步驟十二、在整個(gè)結(jié)構(gòu)表面沉積層間介質(zhì)層，該介質(zhì)層可以是二氧化硅層，或者氮化硅層，或者二氧化硅層和氮化硅層的復(fù)合層；步驟十三、實(shí)施光刻，曝露出有源區(qū)，采用干法刻蝕，或者濕法腐蝕，或者干、濕結(jié)合，選擇性除去未被光刻膠保護(hù)的層間介質(zhì)層，直至凸臺(tái)(8)、第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)(10)的上表面完全曝露；步驟十四、沉積上金屬層(4)到整個(gè)結(jié)構(gòu)表面，該金屬層與凸臺(tái)(8 )上表面連接形成肖特基勢(shì)壘接觸，與第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)(9)和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)(10)的上表面連接形成歐姆接觸；步驟十五、在襯底(5)的底面上沉積下金屬(3)，該金屬層與襯底(5)下底面連接形成歐姆接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種肖特基勢(shì)壘二極管整流器件及其制造方法，有源區(qū)由若干肖特基勢(shì)壘二極管單胞并聯(lián)構(gòu)成；硅片上部與所述上金屬層連接的第一導(dǎo)電類型輕摻雜的單晶硅外延層，位于外延層上部并開(kāi)口于所述外延層上表面的溝槽，相鄰溝槽之間外延層區(qū)域形成的凸臺(tái)，下金屬層與所述襯底之間形成歐姆接觸；上金屬層與所述第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)和第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)的上表面連接形成歐姆接觸；上金屬層與所述凸臺(tái)上表面連接形成肖特基勢(shì)壘接觸；第一導(dǎo)電多晶硅區(qū)的下底面深度大于所述第二導(dǎo)電多晶硅區(qū)的下底面深度；第一隔離氧化層的厚度大于所述第二隔離氧化層的厚度。本發(fā)明器件反向電壓阻斷能力顯著增強(qiáng)，縫隙填充能力得到改善，從而為器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供更多靈活型，并加強(qiáng)了器件可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/329GK102522431SQ20111042255
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉偉, 王凡 申請(qǐng)人:蘇州硅能半導(dǎo)體科技股份有限公司