專(zhuān)利名稱(chēng)：半導(dǎo)體器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
圖11是顯示日本公開(kāi)專(zhuān)利出版物No.H01-246873中描述的半導(dǎo)體器件構(gòu)造的剖面圖。這種半導(dǎo)體器件具有在第一電導(dǎo)率型(N-型)半導(dǎo)體區(qū)域31上形成肖特基二極管的肖特基電極32，以及由肖特基二極管周?chē)牡诙妼?dǎo)率型(P-型)雜質(zhì)組成的保護(hù)環(huán)33。其中的半導(dǎo)體器件還含有以與保護(hù)環(huán)接觸方式提供的摻雜半導(dǎo)體層34，并且所述的摻雜半導(dǎo)體層34是以與肖特基勢(shì)壘二極管的肖特基電極32接觸的方式形成的，以排除置于它們之間的任何側(cè)壁。據(jù)說(shuō)這使得可以改善肖特基勢(shì)壘二極管的耐電壓性，并且避免由側(cè)壁造成的面積的不必要增加，或者避免保護(hù)環(huán)和肖特基電極32之間距離的不穩(wěn)定變化。參考數(shù)字44表示厚氧化物薄膜，52表示絕緣層。
肖特基勢(shì)壘二極管通常具有形成在半導(dǎo)體襯底上彼此隔開(kāi)的陽(yáng)極和陰極。電極之間的距離越寬，正向電流效率越差。從減小半導(dǎo)體器件體積考慮，也優(yōu)選盡可能縮短該距離。但是，日本公開(kāi)專(zhuān)利出版物No.H01-246873中描述的半導(dǎo)體器件，其具有形成在肖特基電極32旁邊的摻雜半導(dǎo)體層34，卻不可避免地使肖特基電極32(陽(yáng)極)和對(duì)電極(陰極)之間的距離變寬。這使正向電流效率變差，并且妨礙了半導(dǎo)體器件的小型化。
圖12是示意性顯示日本公開(kāi)專(zhuān)利出版物No.H01-246873中所述的半導(dǎo)體器件構(gòu)造的局部放大剖面圖。
半導(dǎo)體區(qū)域31，其中形成有絕緣材料如器件隔離絕緣薄膜44，通常具有在其中與器件隔離絕緣薄膜44的界面處形成的缺陷層。當(dāng)向肖特基電極32施加反向電壓時(shí)，在P-型保護(hù)環(huán)33和N-型半導(dǎo)體區(qū)域31之間的結(jié)處形成耗盡層。形成在P-型保護(hù)環(huán)33和N-型半導(dǎo)體區(qū)域31之間的結(jié)處的耗盡層生長(zhǎng)直至與缺陷層重疊，將導(dǎo)致穿過(guò)缺陷層的反向漏電流的增加，并且這使得難以實(shí)現(xiàn)高電壓的肖特基勢(shì)壘二極管。
在日本公開(kāi)專(zhuān)利出版物No.H01-246873描述的半導(dǎo)體器件中，摻雜半導(dǎo)體層34是以與肖特基電極32接觸的方式形成的。因此，向肖特基電極32施加反向電壓也將摻雜半導(dǎo)體層34設(shè)置在相同的電勢(shì)。摻雜半導(dǎo)體層34形成在隔離絕緣薄膜44和保護(hù)環(huán)33之間的半導(dǎo)體區(qū)域31的整個(gè)區(qū)域上，而將薄的絕緣薄膜48安置在它們之間。這使得形成在P-型保護(hù)環(huán)33和N-型半導(dǎo)體區(qū)域31界面處的耗盡層由于場(chǎng)電極效應(yīng)而達(dá)到缺陷層，并且因此增加穿過(guò)缺陷層的反向電流泄漏。
如上所述，日本公開(kāi)專(zhuān)利出版物No.H01-246873中公開(kāi)的半導(dǎo)體器件在實(shí)現(xiàn)高電壓肖特基勢(shì)壘二極管、改善肖特基勢(shì)壘二極管的電流效率以及半導(dǎo)體器件小型化方面還需要改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供一種半導(dǎo)體器件，其包含半導(dǎo)體襯底，其具有在其表面部分形成第一電導(dǎo)率型區(qū)域；金屬電極，其形成在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域上的肖特基勢(shì)壘二極管；第二電導(dǎo)率型區(qū)域，其形成在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域的表面部分中沿著所述金屬電極的周邊；隔離絕緣薄膜，其形成在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域的表面部分中沿著所述第二電導(dǎo)率型區(qū)域的周邊并且與其隔開(kāi)，以將所述金屬電極與其它區(qū)域隔開(kāi)；和絕緣薄膜，其覆蓋落在所述金屬電極和所述隔離絕緣薄膜之間部分中的所述半導(dǎo)體襯底表面并且與所述金屬電極的端部接觸。
此處的第二電導(dǎo)率型區(qū)域可以是保護(hù)環(huán)區(qū)域。本發(fā)明中，絕緣薄膜限制了金屬電極端部的位置。這使得可以在相對(duì)于第二電導(dǎo)率型區(qū)域和隔離絕緣薄膜的適宜位置處形成金屬電極?？梢孕纬山饘匐姌O，使其與隔離絕緣薄膜隔開(kāi)。這使得可以確保在金屬電極和半導(dǎo)體襯底之間所需的肖特基接觸，而不使金屬電極與形成在第一電導(dǎo)率型區(qū)域和隔離絕緣薄膜之間界面處的缺陷層重疊。這還使得可以抑制缺陷-誘導(dǎo)的漏電流。另外，可以形成金屬電極，使其端部位于起保護(hù)環(huán)作用的第二電導(dǎo)率型區(qū)域上。這還使得可以改善金屬電極和半導(dǎo)體襯底之間的肖特基接觸，并且有效地抑制缺陷-誘導(dǎo)的漏電流。這還使得可以緩和電場(chǎng)集中到金屬電極的端部。
將絕緣薄膜和金屬電極以彼此接觸而在它們之間不安置任何成分的方式提供，產(chǎn)生了使半導(dǎo)體器件小型化的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)榭梢钥s短了這些電極之間的距離，這還使得可以改善金屬電極和對(duì)電極之間的電流效率。
本發(fā)明中，第二電導(dǎo)率型區(qū)域和隔離絕緣薄膜相互保持距離。換言之，本發(fā)明可以構(gòu)造半導(dǎo)體器件，使得可以將電導(dǎo)率類(lèi)型彼此不同的第二電導(dǎo)率型區(qū)域和第一電導(dǎo)率型區(qū)域之間的PN結(jié)平面，與隔離絕緣薄膜保持距離?？梢源_定第二電導(dǎo)率型區(qū)域和隔離絕緣薄膜之間的距離，使得第二電導(dǎo)率型區(qū)域和隔離絕緣薄膜之間的第一電導(dǎo)率型區(qū)域的一部分中的耗盡層，該耗盡層延伸自與第二電導(dǎo)率型區(qū)域的界面，不與在第一電導(dǎo)率型區(qū)域中沿著其與隔離絕緣薄膜界面產(chǎn)生的缺陷層重疊。這使得可以抑制反向漏電流，因此獲得高電壓肖特基勢(shì)壘二極管。
根據(jù)本發(fā)明，還提供制造含有肖特基勢(shì)壘二極管的半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括在形成在半導(dǎo)體襯底表面部分中的第一電導(dǎo)率型區(qū)域中，并且在肖特基勢(shì)壘二極管的金屬電極形成區(qū)域周?chē)纬筛綦x絕緣薄膜，所述的隔離絕緣薄膜以與所述金屬電極形成區(qū)域隔開(kāi)方式將金屬電極形成區(qū)域與其它區(qū)域隔離；沿著所述金屬電極形成區(qū)域的周邊并且與所述隔離絕緣薄膜隔開(kāi)的方式形成第二電導(dǎo)率型區(qū)域；形成覆蓋落在所述金屬電極形成區(qū)域和所述隔離絕緣薄膜之間的部分中的所述半導(dǎo)體襯底表面的絕緣薄膜；并且使用所述的絕緣薄膜作為掩模，在所述金屬電極形成區(qū)域中形成金屬電極。
在該方法中，形成第二電導(dǎo)率型區(qū)域的步驟和形成絕緣薄膜的步驟中的任何一個(gè)步驟可以先于另一步驟。在制造半導(dǎo)體器件的方法中，可以使用絕緣薄膜作為掩模，在所需的位置形成金屬電極。這使得可以在相對(duì)于第二電導(dǎo)率型區(qū)域和隔離絕緣薄膜的所需位置處形成金屬電極。
因此，本發(fā)明可以抑制肖特基勢(shì)壘二極管中的反向漏電流，從而獲得高電壓肖特基勢(shì)壘二極管。


本發(fā)明的上述和其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將從以下結(jié)合附圖的描述變得更加明顯，在附圖中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的一種構(gòu)造的剖面圖；圖2是圖1所示半導(dǎo)體器件的保護(hù)環(huán)和隔離絕緣薄膜之間區(qū)域的放大剖面圖；圖3是顯示圖1所示的半導(dǎo)體器件的構(gòu)造的水平剖面圖；圖4A～4C、5A～5C、6A～6C和7是顯示制造根據(jù)本發(fā)明所述實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的方法步驟的剖面圖；圖8A～8C、9A和9B是顯示制造根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件的方法步驟的剖面圖；圖10是顯示圖1所示的半導(dǎo)體器件的另一種示例性構(gòu)造的剖面圖；圖11是顯示常規(guī)半導(dǎo)體器件構(gòu)造的剖面圖；和圖12是示意性顯示圖11所示半導(dǎo)體器件構(gòu)造的局部放大剖面圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參考說(shuō)明性的實(shí)施方案描述本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，使用本發(fā)明的教導(dǎo)可以完成許多替代實(shí)施方案，并且本發(fā)明不受這些用于解釋目的而列舉的實(shí)施方案的限制。
以下段落將參考附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施方案。需要指出的是，在所有附圖中，任何類(lèi)似的部分均以相同的參考數(shù)字給出，可以省略重復(fù)的解釋從而簡(jiǎn)明。
下面的實(shí)施方案將涉及其中第一電導(dǎo)率類(lèi)型是N-型，且第二電導(dǎo)率類(lèi)型是P-型的示例情況。
(第一實(shí)施方案)圖1是顯示該實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件一種構(gòu)造的剖面圖。
半導(dǎo)體器件100具有半導(dǎo)體襯底102，其具有在其表面部分中形成的第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104(第一電導(dǎo)率型區(qū)域)；肖特基勢(shì)壘二極管的陽(yáng)極146(金屬電極)，其形成在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104上；第二電導(dǎo)率型保護(hù)環(huán)114，其形成在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104表面部分中沿著陽(yáng)極146周邊；和隔離絕緣薄膜108，其形成在沿著第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104表面部分中的保護(hù)環(huán)114周邊并且與其隔開(kāi)、以將陽(yáng)極146與其它區(qū)域隔離；以及陽(yáng)極形成掩模110a，其覆蓋落在陽(yáng)極146和隔離絕緣薄膜108之間的部分中的半導(dǎo)體襯底表面并且與陽(yáng)極146的端部接觸。半導(dǎo)體器件100還包括隔離絕緣薄膜106、陰極形成掩模110b、接觸區(qū)116、第二絕緣薄膜124和陰極148。在該實(shí)施方案中，第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104和接觸區(qū)116由N-型雜質(zhì)擴(kuò)散的區(qū)域組成。保護(hù)環(huán)114具有與第一電導(dǎo)率類(lèi)型相反的第二電導(dǎo)率類(lèi)型。該實(shí)施方案的保護(hù)環(huán)114由P-型雜質(zhì)擴(kuò)散的區(qū)域構(gòu)造。
陽(yáng)極形成掩模110a和陰極形成掩模110b由絕緣薄膜構(gòu)造。陽(yáng)極146包括第一硅化物電極120和第一金屬電極130。陰極148包括第二硅化物電極122和第二金屬電極132。該實(shí)施方案中的半導(dǎo)體襯底102是硅襯底。
在該實(shí)施方案中，將保護(hù)環(huán)114以與隔離絕緣薄膜108隔開(kāi)的方式安置。將陽(yáng)極146的第一硅化物電極120以與隔離絕緣薄膜108間隔更大的方式安置。安置第一硅化物電極120，使其端部位于保護(hù)環(huán)114上。
圖2是顯示圖1所示半導(dǎo)體器件100的保護(hù)環(huán)114和隔離絕緣薄膜108之間的區(qū)域的放大剖面圖。
當(dāng)在陽(yáng)極146和陰極148(圖2中未示出)之間施加反向電壓時(shí)，耗盡層在保護(hù)環(huán)114和第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104之間的結(jié)處產(chǎn)生。保護(hù)環(huán)114是用以下方式形成的其與隔離絕緣薄膜108隔開(kāi)到這樣一種程度，使在保護(hù)環(huán)114和第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104之間的結(jié)處形成的耗盡層永遠(yuǎn)不與在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104和隔離絕緣薄膜108之間界面處形成的缺陷層之間的界面重疊。保護(hù)環(huán)114外端部和隔離絕緣薄膜108端部之間的距離d2根據(jù)施加在陽(yáng)極146和陰極148之間的電壓、第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104和保護(hù)環(huán)114的雜質(zhì)濃度和其它條件而變化。
第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104中耗盡層的最大寬度ln是由下面等式表示的，其中第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104的雜質(zhì)濃度為ND，保護(hù)環(huán)114的雜質(zhì)濃度為NA，電荷為q，半導(dǎo)體的介電常數(shù)為ε，真空介電常數(shù)為ε0，第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104和保護(hù)環(huán)114之間的擴(kuò)散電勢(shì)為ΦD，并且施加在陽(yáng)極146和陰極148之間的電壓最大值為V(Furukawa，″HandoutaiDebaisu(Semiconductor Device)″，10th edition revised，Corona Publishing Co.，Ltd.，F(xiàn)ebruary 20，1991，p.36)ln=2ϵϵ0qND(ΦD-V)·NANA+ND]]>因此應(yīng)當(dāng)理解，可以確定距離d2大于ln與在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104和隔離絕緣薄膜108之間界面處的缺陷層的寬度的總和。這使得可以使形成在保護(hù)環(huán)114和第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104之間的結(jié)處的耗盡層永遠(yuǎn)達(dá)不到缺陷層。采用這種結(jié)構(gòu)，可以減少穿過(guò)缺陷層的反向電流泄漏，因此可以實(shí)現(xiàn)高電壓肖特基勢(shì)壘二極管。
施加在陽(yáng)極146和陰極14之間的電壓的最大值V典型地根據(jù)半導(dǎo)體器件100的用途而變化，并且可以典型地設(shè)置在15～50V。同樣，第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104的雜質(zhì)濃度ND和保護(hù)環(huán)114的雜質(zhì)濃度NA也典型地?fù)?jù)半導(dǎo)體器件100的用途而變化，并且可以典型地設(shè)置為ND＝1E15～1E17原子·cm-3和NA＝5E16～5E20原子·cm-3。
保護(hù)環(huán)114外端部和隔離絕緣薄膜108端部之間的距離d2可以具體調(diào)節(jié)為d2＝0.5μm或更大。這使得可以減小反向電流泄漏，因?yàn)榈谝浑妼?dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104中的耗盡層將不再與隔離絕緣薄膜108界面處的缺陷層重疊，從而獲得高電壓肖特基勢(shì)壘二極管。
例如，可以將d2的上限設(shè)置為d2＝2.5μm或更小。這使得可以使半導(dǎo)體器件100小型化，而不必多余地延長(zhǎng)保護(hù)環(huán)114和隔離絕緣薄膜108之間的距離。這還使得可以保持肖特基勢(shì)壘二極管的正向電流效率的良好水平。
對(duì)第一硅化物電極120端部和保護(hù)環(huán)114外端部之間的距離d1沒(méi)有特別限制，只要第一硅化物電極120保持落在保護(hù)環(huán)114上即可，并且可以將該距離典型地設(shè)置為0.1μm～1.0μm。這實(shí)現(xiàn)了其中第一硅化物電極120端部可以總是被安置在保護(hù)環(huán)114上這樣一種構(gòu)造。
如圖2所示，該實(shí)施方案中陽(yáng)極146的第一金屬電極130具有以延伸到第二絕緣薄膜124上的方式提供的延伸部分130a。將該實(shí)施方案中的第二絕緣薄膜124形成對(duì)于以下足夠的厚度即使在施加在陽(yáng)極146和陰極148之間的電壓下，也防止位于保護(hù)環(huán)114和隔離絕緣薄膜108之間的第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104受到由延伸部分130a產(chǎn)生的場(chǎng)電極效應(yīng)的影響。
第二絕緣薄膜124和陽(yáng)極形成掩模110a的總厚度(高度)h的優(yōu)選值典型地根據(jù)組成這些部分的絕緣薄膜的介電常數(shù)而變化，并且可以典型地設(shè)置為200nm或更大，更優(yōu)選為500nm或更大。這使得可以防止第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104受到可歸于第一金屬電極130的延伸部分130a的場(chǎng)電極效應(yīng)的影響，從而抑制在電壓施加下第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104中耗盡層的擴(kuò)展。
特別是在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104和隔離絕緣薄膜108之間的結(jié)平面上的區(qū)域中，這使得可以在h的范圍內(nèi)排除金屬電極。這使得可以防止第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104中的耗盡層更接近隔離絕緣薄膜108的擴(kuò)展。
盡管圖中沒(méi)有示出，但是半導(dǎo)體器件100可以包括形成在第二絕緣薄膜124上的多層互連結(jié)構(gòu)。第一金屬電極130的延伸部分130a可以形成在與多層互連結(jié)構(gòu)中第一金屬層相同的層中。換言之，這使得在該實(shí)施方案中可以從第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104和隔離絕緣薄膜108之間結(jié)平面上的區(qū)域，在從半導(dǎo)體襯底102表面直到與多層互連結(jié)構(gòu)中第一金屬層相同的層的水平的范圍內(nèi)，排除對(duì)第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104有電影響的任何成分。
對(duì)第二絕緣薄膜124的厚度的上限沒(méi)有特別限制，并且可以典型地設(shè)置為1000nm或更小。這便于金屬電極如第一金屬電極130和第二金屬電極132的填充形成(formation-by-filling)。
圖3是顯示圖1所示半導(dǎo)體器件100的構(gòu)造沿著線A-A的水平剖面圖。
該實(shí)施方案中第一硅化物電極120是按照平面圖中矩形圖案形成的。沿著第一硅化物電極120的周邊形成保護(hù)環(huán)114。在保護(hù)環(huán)114周?chē)峁└綦x絕緣薄膜108，使其與保護(hù)環(huán)114隔開(kāi)。保護(hù)環(huán)114和隔離絕緣薄膜108之間的區(qū)域覆蓋有陽(yáng)極形成掩模110a。提供第一硅化物電極120，使其與陽(yáng)極形成掩模110a接觸，而不是使其端部與陽(yáng)極形成掩模110a重疊。換言之，第一硅化物電極120的端部和陽(yáng)極形成掩模110a的端部是相互接觸的。
圖4A～4C、5A～5C、6A～6C和7顯示了制造該實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件100的方法步驟。
首先，在半導(dǎo)體襯底102上形成作為N-型雜質(zhì)擴(kuò)散區(qū)的第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104(圖4A)。可以將第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104中N-型雜質(zhì)的表面濃度調(diào)節(jié)到1E15原子·cm-3～1E17原子·cm-3。這確保良好的肖特基接觸。
接著，采用通用的自對(duì)準(zhǔn)隔離技術(shù)在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104中形成隔離絕緣薄膜106和隔離絕緣薄膜108(圖4B)。隔離絕緣薄膜106和隔離絕緣薄膜108可以通過(guò)STI(淺溝槽隔離)方法或者LOCOS(局部硅氧化)方法形成。此處隔離絕緣薄膜106和隔離絕緣薄膜108可以典型地由氧化硅薄膜組成。在后一方法中，如該剖面圖中所示，在兩個(gè)隔離絕緣薄膜108之間形成陽(yáng)極146。在隔離絕緣薄膜108和隔離絕緣薄膜106之間形成陰極148。兩個(gè)隔離絕緣薄膜108之間的距離可以基于以下條件設(shè)計(jì)稍后形成的第一硅化物電極120的大小、第一硅化物電極120端部和保護(hù)環(huán)114外端部之間的距離d1、以及保護(hù)環(huán)114外端部和隔離絕緣薄膜108端部之間的距離d2。在制造半導(dǎo)體器件100的方法步驟中，可以考慮加工偏差(process variation)來(lái)設(shè)計(jì)各個(gè)部分。
接著，在其中暴露有第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104的半導(dǎo)體襯底102的至少部分上形成第一絕緣薄膜110(圖4C)。在后一方法中構(gòu)造第一絕緣薄膜110，使其起用于在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104上預(yù)定部分中選擇性地形成硅化物薄膜的掩模的作用。因此，用能夠妨礙其中形成有第一絕緣薄膜110的區(qū)域中硅化物薄膜生長(zhǎng)的材料構(gòu)造第一絕緣薄膜110。形成第一絕緣薄膜110至還能夠妨礙其中形成有第一絕緣薄膜110的區(qū)域中硅化物薄膜生長(zhǎng)的厚度。第一絕緣薄膜110可以典型地由氧化硅薄膜組成。例如，可以將第一絕緣薄膜110的厚度調(diào)節(jié)為20nm或更大。可以用熱氧化方法或CVD(化學(xué)氣相沉積)方法形成第一絕緣薄膜110。根據(jù)這樣的構(gòu)造，使得可以妨礙半導(dǎo)體襯底102表面上的其中形成有第一絕緣薄膜110的區(qū)域中的硅化反應(yīng)。
采用通用的平版印刷技術(shù)選擇性除去第一絕緣薄膜110，從而形成陽(yáng)極形成掩模110a和陰極形成掩模110b(圖5A)。更具體而言，該方法開(kāi)始于形成作為掩模的具有預(yù)定圖案的抗蝕劑層112的光致抗蝕劑方法，通過(guò)所述的掩模選擇性地除去第一絕緣薄膜110。
然后，通過(guò)蝕刻技術(shù)如濕法蝕刻或干法蝕刻，使用抗蝕劑層112選擇性除去第一絕緣薄膜110，從而使第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104暴露在稍后形成第一硅化物電極120的區(qū)域中。同時(shí)，還在稍后形成第二硅化物電極122的區(qū)域中，第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104暴露。如此形成陽(yáng)極形成掩模110a和陰極形成掩模110b。因?yàn)殛?yáng)極形成掩模110a起通過(guò)其在半導(dǎo)體襯底102上形成第一硅化物電極120的掩模作用，形成該掩模至d＝d1+d2的寬度。
然后通過(guò)光致抗蝕劑方法和離子注入分別形成保護(hù)環(huán)114和接觸區(qū)116(圖5B)。作為P+層的保護(hù)環(huán)114和作為N+層的接觸區(qū)116是分別按照下述方法形成的。首先，由光致抗蝕劑方法在半導(dǎo)體襯底102上形成抗蝕劑層，所述的抗蝕劑層在其中形成的離子注入?yún)^(qū)域具有開(kāi)口。然后通過(guò)作為掩模的抗蝕劑層進(jìn)行離子注入。
此處形成保護(hù)環(huán)114，以將其外端部和隔離絕緣薄膜108端部之間的距離調(diào)節(jié)到上述的d2。形成保護(hù)環(huán)114還可以使陽(yáng)極形成掩模110a的端部落在其上。換言之，如圖2所示，形成保護(hù)環(huán)114以與陽(yáng)極形成掩模110a重疊與d1距離相等的長(zhǎng)度。
接著，典型地通過(guò)濺射或CVD在半導(dǎo)體襯底102的整個(gè)表面上形成金屬薄膜118(圖5C)。在該實(shí)施方案中，金屬薄膜118可以由Ti、Co、Ni等組成。然后進(jìn)行退火以在作為半導(dǎo)體襯底的硅襯底和金屬薄膜118之間進(jìn)行硅化反應(yīng)。此處的退火溫度是根據(jù)金屬薄膜118的種類(lèi)適當(dāng)設(shè)置的，并且典型地在約500℃～800℃的范圍內(nèi)選擇。形成該實(shí)施方案中的陽(yáng)極形成掩模110a和陰極形成掩模110b，使其起到用于上述硅化反應(yīng)的掩模的作用，從而在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104與金屬薄膜118接觸的區(qū)域中以自對(duì)準(zhǔn)方式形成第一硅化物電極120和第二硅化物電極122(圖6A)。
接著，在半導(dǎo)體襯底102的整個(gè)表面上形成第二絕緣薄膜124(圖6B)。如上所述，形成第二絕緣薄膜124，使其厚度足以減小對(duì)歸于稍后形成的第一金屬電極130的延伸部分130a的第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104的電影響。典型地，可以形成第二絕緣薄膜124，使其與陽(yáng)極形成掩模110a厚度的總和為200nm或更厚。更優(yōu)選地，可以這樣形成第二絕緣薄膜124，使其與陽(yáng)極形成掩模110a厚度的總和為500nm或更厚。這使得可以抑制在電壓施加下第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104中耗盡層的擴(kuò)展。
接著，采用通用的平版印刷技術(shù)選擇性地除去第二絕緣薄膜124(圖6C)。更具體而言，采用光致抗蝕劑方法形成具有預(yù)定圖案的抗蝕劑層126，作為通過(guò)其選擇性除去第二絕緣薄膜124的掩模。此處的第二絕緣薄膜124的圖案可以與先前在圖5A所示方法步驟中形成的陽(yáng)極形成掩模110a和陰極形成掩模110b的圖案相同。換言之，按照與圖5A所示的抗蝕劑層112相同的圖案形成抗蝕劑層126。然后采用蝕刻技術(shù)如濕法蝕刻或干法蝕刻，通過(guò)作為掩模的抗蝕劑層126選擇性地除去第二絕緣薄膜124。
然后通過(guò)濺射或CVD在半導(dǎo)體襯底102的整個(gè)表面上形成金屬薄膜128(圖7)?？梢杂媚軌虼_保與硅化物薄膜如第一硅化物電極120和第二硅化物電極122有良好歐姆接觸的材料構(gòu)造金屬薄膜128。這種材料的可用實(shí)例包括TiN、W、Al、Cu等。
然后通過(guò)光致抗蝕劑方法和干法蝕刻方法選擇性地除去金屬薄膜128，從而形成第一金屬電極130和第二金屬電極132。如此獲得如圖1中所示構(gòu)造的半導(dǎo)體器件100。
該實(shí)施方案的半導(dǎo)體器件100可以使在保護(hù)環(huán)114和隔離絕緣薄膜108之間延伸的耗盡層在施加到肖特基勢(shì)壘二極管的電壓下永遠(yuǎn)不與缺陷層重疊。因此，這使得可以抑制反向電流泄漏，從而獲得高電壓肖特基勢(shì)壘二極管。
在半導(dǎo)體襯底102表面上，陽(yáng)極146的位置受到陽(yáng)極形成掩模110a限制。這使得可以將陽(yáng)極146相對(duì)于保護(hù)環(huán)114和隔離絕緣薄膜108定位于所需的位置。還可以使半導(dǎo)體器件100小型化。這還還可以使得陽(yáng)極146和陰極148之間的距離盡可能地最小化，同時(shí)保持抑制上述反向電流泄漏所必需的距離，從而提高正向電流效率。
(第二實(shí)施方案)該實(shí)施方案與第一實(shí)施方案的不同之處在于陽(yáng)極146和陰極148的構(gòu)造。
圖8A～9B是顯示制造該實(shí)施方案半導(dǎo)體器件的方法步驟的剖面圖。
首先，參考圖4A和4B按照與第一實(shí)施方案中所述類(lèi)似的程序形成如圖4B所示構(gòu)造的結(jié)構(gòu)。接著，通過(guò)光致抗蝕劑方法和離子注入分別形成作為P+層的保護(hù)環(huán)114和作為N+層的接觸區(qū)116(圖8A)。如第一實(shí)施方案所述，此處形成保護(hù)環(huán)114，以確保其外端部與隔離絕緣薄膜108端部之間的上述距離d2。同樣形成保護(hù)環(huán)114，以使陽(yáng)極形成掩模110a的端部落在其上。換言之，如圖2所示，形成保護(hù)環(huán)114，以使其與陽(yáng)極形成掩模110a重疊與d1距離相等的長(zhǎng)度。
接著，典型地通過(guò)熱氧化方法或者CVD方法，在半導(dǎo)體襯底102的整個(gè)表面上形成第三絕緣薄膜140(圖6B)。可以設(shè)置第三絕緣薄膜140的厚度，使其等于第一實(shí)施方案中陽(yáng)極形成掩模110a和第二絕緣薄膜124的總厚度?？梢哉{(diào)節(jié)第三絕緣薄膜140的厚度，使其典型地為200nm或更厚，更優(yōu)選為500nm或更厚。例如，可以將第三絕緣薄膜140的厚度設(shè)置為1000nm或更薄。
接著，通過(guò)通用平版印刷技術(shù)選擇性地除去第三絕緣薄膜140(圖8C)。更具體而言，該方法開(kāi)始于形成作為掩膜的具有預(yù)定圖案的抗蝕劑層142的光致抗蝕劑方法，通過(guò)該掩模選擇性地除去第三絕緣薄膜140。此處的抗蝕劑層142是按照與第一實(shí)施方案所示抗蝕劑層112相同的圖案形成的。然后采用蝕刻技術(shù)如濕法蝕刻或干法蝕刻，通過(guò)作為掩模的抗蝕劑層142選擇性地除去第三絕緣薄膜140。
然后采用濺射或CVD在半導(dǎo)體襯底102的整個(gè)表面上形成金屬薄膜144(圖9A)?？梢酝ㄟ^(guò)使用TiN、W、Al、Cu等構(gòu)造金屬薄膜144。
接著，采用光致抗蝕劑方法和干法蝕刻選擇性地除去金屬薄膜144，從而形成陽(yáng)極146和陰極148(圖9B)。
該實(shí)施方案還成功地獲得了與第一實(shí)施方案類(lèi)似的效果。
上述段落參考具體實(shí)施方案解釋了本發(fā)明。上述的實(shí)施方案僅僅用于解釋目的，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地理解，對(duì)于各個(gè)部分和各個(gè)方法步驟的組合可以有各種變體，并且這些變體也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖10是顯示第一實(shí)施方案中解釋的半導(dǎo)體器件100的另一種示例性構(gòu)造的剖面圖。第一實(shí)施方案顯示了這樣一種構(gòu)造，其中在陽(yáng)極146的第一硅化物電極120的整個(gè)表面上形成第一金屬電極130，但是還可以?xún)H在形成保護(hù)環(huán)114的位置上方形成第一金屬電極130。
上述實(shí)施方案已經(jīng)描述了這樣的示例情況，其中將第一電導(dǎo)率類(lèi)型定義為N-型，將第二電導(dǎo)率類(lèi)型定義為P-型，但是還可以將第一電導(dǎo)率類(lèi)型定義為P-型，而將第二電導(dǎo)率類(lèi)型定義為N-型。在這種情況下，可以使用例如Mg、Mg-Al合金等來(lái)構(gòu)造第一實(shí)施方案中的陽(yáng)極146(第一硅化物電極120和第一金屬電極130)和第二實(shí)施方案中的陽(yáng)極146。
顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案，并且可以在不偏離本發(fā)明的范圍和精神的情況下進(jìn)行修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其包含半導(dǎo)體襯底，其具有在其表面部分形成第一電導(dǎo)率型區(qū)域；金屬電極，其形成在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域上的肖特基勢(shì)壘二極管；第二電導(dǎo)率型區(qū)域，其形成在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域的表面部分中沿著所述金屬電極的周邊；隔離絕緣薄膜，其形成在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域的表面部分中沿著所述第二電導(dǎo)率型區(qū)域的周邊并且與其隔開(kāi)，以將所述金屬電極與其它區(qū)域隔開(kāi)；和絕緣薄膜，其覆蓋落在所述金屬電極和所述隔離絕緣薄膜之間部分中的所述半導(dǎo)體襯底表面并且與所述金屬電極的端部接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述的絕緣薄膜在落在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域表面部分的所述第二電導(dǎo)率型區(qū)域和所述隔離絕緣薄膜之間的部分上的厚度為200nm或更厚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述的金屬電極含有以與所述半導(dǎo)體襯底接觸方式形成的并且以與所述絕緣薄膜接觸方式提供的硅化物薄膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述的金屬電極含有以與所述半導(dǎo)體襯底接觸方式形成的并且以與所述絕緣薄膜接觸方式提供的硅化物薄膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包含形成在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域上的所述肖特基勢(shì)壘二極管的對(duì)電極；并且將所述隔離絕緣薄膜安置在所述金屬電極和所述對(duì)電極之間，以使能夠在所述金屬電極和所述對(duì)電極之間施加電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，還包含形成在所述第一電導(dǎo)率型區(qū)域上的所述肖特基勢(shì)壘二極管的對(duì)電極；并且將所述隔離絕緣薄膜安置在所述金屬電極和所述對(duì)電極之間，以使能夠在所述金屬電極和所述對(duì)電極之間施加電壓。
7.一種制造含有肖特基勢(shì)壘二極管的半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括在形成在半導(dǎo)體襯底表面部分中的第一電導(dǎo)率型區(qū)域中，并且在肖特基勢(shì)壘二極管的金屬電極形成區(qū)域周?chē)纬筛綦x絕緣薄膜，所述的隔離絕緣薄膜以與所述金屬電極形成區(qū)域隔開(kāi)方式將所述金屬電極形成區(qū)域與其它區(qū)域隔離；沿著所述金屬電極形成區(qū)域的周邊并且與所述隔離絕緣薄膜隔開(kāi)的方式形成第二電導(dǎo)率型區(qū)域；形成覆蓋落在所述金屬電極形成區(qū)域和所述隔離絕緣薄膜之間的部分中的所述半導(dǎo)體襯底表面的絕緣薄膜；并且使用所述的絕緣薄膜作為掩模，在所述金屬電極形成區(qū)域中形成金屬電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制造半導(dǎo)體器件的方法，其中所述半導(dǎo)體襯底是硅襯底，并且所述的形成金屬電極還包括在所述半導(dǎo)體襯底的整個(gè)表面上形成金屬材料層；和使所述半導(dǎo)體襯底的所述金屬電極形成區(qū)域的表面與所述金屬材料反應(yīng)以形成硅化物。
全文摘要
構(gòu)造半導(dǎo)體器件100，使其具有半導(dǎo)體襯底102，其具有在其表面部分中形成的第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104(第一電導(dǎo)率型區(qū)域)；肖特基勢(shì)壘二極管的陽(yáng)極146(金屬電極)，其形成在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104上；第二電導(dǎo)率型保護(hù)環(huán)114，其形成在第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104表面部分中沿著陽(yáng)極146周邊；隔離絕緣薄膜108，其形成在沿著第一電導(dǎo)率型半導(dǎo)體區(qū)域104表面部分中的保護(hù)環(huán)114周邊并且與其隔開(kāi)，以將陽(yáng)極146與其它區(qū)域隔離；以及陽(yáng)極形成掩模110a，其覆蓋落在陽(yáng)極146和隔離絕緣薄膜108之間的部分中的半導(dǎo)體襯底表面并且與陽(yáng)極146的端部接觸。
文檔編號(hào)H01L29/47GK1855551SQ20061007717
公開(kāi)日2006年11月1日 申請(qǐng)日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
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