專利名稱：具有不同的氧化物厚度的溝槽肖特基勢壘二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件，尤其涉及具有不同的氧化物厚度的溝槽肖特基 二極管以及這種器件的制造工藝。
背景技術(shù)：
肖特基二極管為大家所熟知并通過不同的布圖技術(shù)制造，包括如Bantval Baliga的美國專利5,612,567中典型示出的溝槽布圖。溝槽肖特基二極管的 制造工藝需要大量的掩模層和制造步驟。然而，本發(fā)明人的美國專利申請 10/193,783給出了用于制造溝槽肖特基二極管的發(fā)明工藝，其中只需要簡少 的步驟和較少的掩模層。
參考附圖，其中相同參考數(shù)字指相同元件，圖l示出了根據(jù)上述申請的 工藝制造的示例溝槽肖特基二極管，圖1是該申請的圖11的復(fù)制圖。如圖 所示，圖1的器件包括硅晶片10，該硅晶片10具有隔開多個溝槽30的多個 臺面54，該硅晶片10包括端部溝槽區(qū)60。薄的均勻氧化層(Si02) 44內(nèi)襯 于每個溝槽30和端部區(qū)60的側(cè)壁和底表面，分別形成柵氧化物和端部氧化 物。P型多晶硅48填充每個溝槽30，由此形成在反向偏壓下的多個電極， 減小反向偏置漏電流和增加反向偏置阻塞電壓。肖特基勢壘金屬50覆蓋有 源區(qū)，形成在臺面區(qū)54的頂部上方延伸的肖特基接觸52。最后，陽極56 和陰極(未示出)分別在器件的頂部和底表面上方延伸。 在溝槽肖特基器件中，如圖1的示例器件中所示，氧化物層沿每個溝槽
30和端部區(qū)60的側(cè)壁和底表面同時形成，由此氧化物層始終具有相同的均
勻厚度。然而，沿溝槽和端部區(qū)的側(cè)壁和底表面的氧化物層實現(xiàn)不同的效果。 更具體地說，根據(jù)每個區(qū)域中的氧化物層的厚度，所得器件的電特性和結(jié)構(gòu) 特性受到不同的影響。
例如，每個溝槽30的底表面上的柵氧化物用于屏蔽位于溝槽底部邊角 處的高電場。通常，該臨界區(qū)中的氧化物厚度越厚，器件可以承受的反向擊 穿電壓越高。由此，沿溝槽的底表面需要更厚的柵氧化物。
相反的，長在每個溝槽30的側(cè)壁上的柵氧化物主要影響反向偏置漏電 流的夾斷特性。具體地說，在反向偏置過程中，溝槽側(cè)壁上的氧化物用于將 陽極電壓從溝槽電極傳遞至臺面區(qū)54。盡管如此，氧化物中部分負陽極電壓 下降，該電壓的平衡充當臺面導(dǎo)電區(qū)的夾斷電壓。
因此，沿溝槽側(cè)壁需要薄的柵氧化物以使氧化物中的下降電壓最小化并 且允許減小的反向偏置漏夾斷電壓。此外，沿溝槽側(cè)壁的薄氧化物意味著在 氧化過程中消耗較少的硅，由此增加臺面區(qū)54中的導(dǎo)電面積。如所知道的 那樣，增加的臺面區(qū)意味著更高的有效面積，這對于在正向?qū)щ娺^程中減小 器件的前向壓降是有益的。
至于端部區(qū)60中的端部氧化物，它有幾個用途。從電透視圖來看，順 著該區(qū)域的底表面的氧化物充當用于場極板終端的場氧化物。通常，人們希 望這些場氧化物足夠厚以使在金屬場極板的邊緣58下面的氧化物中發(fā)生的 電場聚集最小化，并擔(dān)負擊穿電壓離開(walk-out)。從機械透視圖來看，在 封裝器件的溫度循環(huán)可靠性測試過程中，金屬場極板的邊緣下面的場氧化物 的這一部分受到高應(yīng)力。此外，需要較厚的場氧化物以避免在這些測試過程 中場極板的邊緣下面的氧化物破裂。
正如所看到的，跨過溝槽肖特基器件的所有區(qū)域使用相同的氧化物厚度
是不利的。具體地說，內(nèi)襯于溝槽和端部區(qū)側(cè)壁的氧化物層需要比內(nèi)襯于這 些溝槽的底表面的氧化物層更薄。
但是，還應(yīng)當注意，還有其他公開的溝槽型器件使用不同厚度的柵氧化
物；具體地說，Milton Boden的美國專利6,"6,099和NareshThapar的美國 專利6,580,123公開了這種器件。盡管如此，這兩份專利都是針對MOS (MetalOxide Semicoductor金屬氧化物半導(dǎo)體)柵器件，包括MOSFETs (MetalOxide Semicoductor Field Effect Transistor金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng) 管)和IGBTS (Insulated Gate Bipolar Transistor絕緣柵極型功率管)，而不是 針對溝槽肖特基器件。此外，這些專利僅僅教導(dǎo)了不同的柵氧化物的使用而 并不是不同的端部氧化物的使用。
Thapar形成不同柵氧化物的工藝也應(yīng)該被注意。具體地說，該工藝包括 首先在溝槽側(cè)壁和底表面上淀積氮化硅層。然后底表面的氮化物層被刻蝕 掉，并且氧化物層在其上生長至所需要的厚度。溝槽側(cè)壁上的氮化物層接著 被除去，并且后續(xù)氧化物層在該側(cè)壁上生長至所需要的厚度。

發(fā)明內(nèi)容
由此，需要制造溝槽肖特基二極管，所述溝槽肖特基二極管在器件的不 同區(qū)域中具有有差別的或不同的氧化物厚度，由此克服上述的及現(xiàn)有技術(shù)中 其他的缺點。根據(jù)本發(fā)明，采用一種新穎的制造工藝，該制造工藝用于具有 不同的氧化物厚度的有獨創(chuàng)性的溝槽肖特基二極管的制造，更具體地說，沿 每個溝槽側(cè)壁的氧化物層比沿溝槽底表面的氧化物層更薄。
具體來說，根據(jù)本發(fā)明，第一氮化硅層一開始就直接沉積于硅襯底的表 面。在溝槽掩模和刻蝕步驟過程中，多個臺面和溝槽形成于襯底的表面。該 步驟也可以包括端部溝槽的形成。 一旦溝槽和端部溝槽形成，犧牲氧化物會 生長于這些溝槽的側(cè)壁和底表面。接著所述犧牲氧化物被剝離。接下來，柵
氧化物和端部氧化物會分別生長于溝槽和端部溝槽的側(cè)壁和底表面，以致犧 牲氧化物的厚度與柵/端部氧化物的厚度比率優(yōu)選為2: 1。接著第二氮化物 層淀積于這些溝槽的側(cè)壁和底表面以及淀積于剩于襯底表面的第一氮化物 層上。接著所述第二氮化物層被干法刻蝕，再次露出第一氮化物層，更重要 地，露出沿溝槽的底表面的氧化物層。盡管如此，沿溝槽的側(cè)壁的氧化物層 仍然被覆蓋。因此，溝槽的底表面接著再次被氧化。在該第二氧化之后，第 二氮化物層接著在濕法刻蝕過程中被從溝槽側(cè)壁剝離。結(jié)果，根據(jù)本發(fā)明， 氧化物層形成于每個溝槽和端部溝槽的側(cè)壁，所述氧化物層比形成于這些溝 槽的底表面的氧化物層更薄。
一旦第二氮化物層被除去，溝槽隨后被P型多晶硅填充。剩余的第一氮 化物層接著被濕法刻蝕剝離。然后，肖特基金屬層淀積于襯底的活性表面， 形成與多個臺面接觸的肖特基整流器。最后，陽極和陰極形成于該襯底的相
反(opposite)的表面上。
因而，根據(jù)本發(fā)明，形成具有不同的氧化物厚度的新穎的溝槽肖特基二 極管，其中溝槽和端部溝槽側(cè)壁上的氧化物層比沿溝槽底表面的氧化物層更薄。


圖l示出了溝槽肖特基二極管的截面，該溝槽肖特基二極管具有沿溝槽， 包括端部溝槽的側(cè)壁和底表面的均勻的氧化物厚度。
圖2示出了第一氮化物層在硅襯底表面上直接形成之后的硅晶片的截面。
圖3示出了圖2在第一氮化物層和襯底被掩模和干法刻蝕之后的結(jié)構(gòu)， 所述掩模和干法刻蝕導(dǎo)致一組溝槽的形成，包括端部溝槽。
圖4示出了圖3在沿溝槽的側(cè)壁和底表面的犧牲氧化物層生長之后的結(jié)
構(gòu)。
圖5示出了圖4在犧牲氧化物層除去之后的結(jié)構(gòu)。
圖6示出了圖5在沿溝槽的側(cè)壁和底表面的初始柵氧化物/端部氧化物層
生長之后的結(jié)構(gòu)。
圖7示出了圖6在覆蓋第一氮化物層以及溝槽的側(cè)壁和底表面的第二氮
化物層形成之后的結(jié)構(gòu)。
圖8示出了圖7在第二氮化物層的干法刻蝕之后的結(jié)構(gòu)，所述干法刻蝕
導(dǎo)致沿溝槽的底表面露出氧化物層。
圖9示出了圖8在沿溝槽的底表面的柵氧化物/端部氧化物層進一步生長 之后的結(jié)構(gòu)。
圖10示出了圖9在第二氮化物層被完全除去之后的結(jié)構(gòu)，所述除去導(dǎo) 致不同的溝槽氧化物層，其中溝槽側(cè)壁上的氧化物層比沿溝槽底表面的氧化 物層更薄。
圖11示出了圖IO在填充溝槽的多晶硅層的淀積，以及后續(xù)硼注入到多 晶硅層中之后的結(jié)構(gòu)。
圖12示出了圖ll在多晶硅層的刻蝕之后的結(jié)構(gòu)。
圖13示出了圖12在勢壘金屬層的淀積、以在有效區(qū)上形成肖特基接觸 的勢壘金屬的退火以及端部溝槽上的未反應(yīng)勢壘金屬的刻蝕之后的結(jié)構(gòu)。
圖14示出了圖13在陽極勢壘金屬層的淀積以及該層在端部溝槽內(nèi)的部 分刻蝕之后的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考圖2至14 (注意所述附圖未按比例繪制)，圖解了用于溝槽肖 特基二極管的制造工藝和所得的器件結(jié)構(gòu)，該溝槽肖特基二極管具有沿溝槽 側(cè)壁和底表面的有差別的或不同的氧化物厚度。該工藝是專利申請
10/193,783中提出的兩個掩模工藝的改進。盡管如此，根據(jù)本發(fā)明，通過改 變沿溝槽側(cè)壁和底表面的氧化物層的厚度，形成一種具有提高的反向擊穿電 壓并且對溫度循環(huán)較不敏感的器件。注意這里描述的工藝用于額定為15-45V 的低壓肖特基器件。盡管如此，本領(lǐng)域技術(shù)人員會認識到，隨著適當?shù)母淖儯?所述的工藝可用于任意額定器件。
從圖2開始，具有N+襯底104的初始硅晶片100被示出，該N+襯底 104具有N-外延生長上表面102 (外延層)。例如，晶片100可以具有2.5pm 至約4nm的硅厚度范圍以及在0.3和0.5Qcm之間的電阻率；盡管如此，其 他硅厚度和電阻率也可以被使用。最初使用例如氫氟(HF)酸清洗晶片100， 以除去熱氧化物和自然氧化物。
一旦被清洗，使用低壓化學(xué)氣相淀積技術(shù)(LPCVD)，可移除的厚度大 約為600-800A的表面氮化物層(Si3Ni4) 106直接淀積于外延層102的表面 108上。注意氮化物層106在沒有首先形成襯墊氧化層的情況下被淀積。
為了形成間隔溝槽，具有所需溝槽模式(步驟未示出)的光刻膠和掩模 層接著被施加于氮化物層106的表面。接著使用適當?shù)墓饪坦に嚇?gòu)成該所得 結(jié)構(gòu)。
接下來，使用適當?shù)目涛g工藝如等離子體刻蝕，氮化物層106和外延層 102被刻蝕以形成多個溝槽110和臺面122，如圖3所示。所述溝槽貫穿氮 化物層106并從外延層102的頂側(cè)108向下延伸并進入外延層。例如，所述 溝槽可以被以平行間隔條紋的形式排列并且可以具有約0.5pm的寬度、約 0.5pm的間隔以及1.5pm的深度。盡管如此，也可以利用其他溝槽形成和尺 寸。
如圖3所示，在形成溝槽110的這一工序過程中，端部溝槽lll也可以 被形成，由此形成端部溝槽區(qū)，如箭頭112所示。盡管如此，本領(lǐng)域技術(shù)人 員會認識到，本發(fā)明也應(yīng)用于不包括端部溝槽區(qū)的溝槽肖特基器件(出于論
述目的，端部區(qū)將假定被形成)。
一旦形成溝槽110和111，光刻膠掩膜的剩余部分被剝離，并且所述溝 槽的露出的表面經(jīng)歷預(yù)擴散清洗步驟。
轉(zhuǎn)向圖4，具有厚度為大約1000-1500A的犧牲氧化物層(Si02) 114接 著同時生長于每個溝槽110和111的側(cè)壁和底表面上。接著以約1500-2000A 的目標深度執(zhí)行犧牲氧化物刻蝕，以完全除去該氧化物層，如圖5所示。
接下來，根據(jù)本發(fā)明和如圖6所示，使用濕法或干法工藝，均勻的氧化 物層116在溝槽110和111的側(cè)壁和底表面上同時生長至大約500-750A的 厚度，由此分別形成柵氧化物和端部氧化物。注意在該步驟中生長的犧牲氧 化物厚度與柵氧化物厚度的優(yōu)選比率為2: 1 (即，犧牲氧化物厚度/柵氧化 物厚度=2)
如圖7所示，使用例如低壓化學(xué)氣相淀積技術(shù)(LPCVD)，可移除的溝 槽氮化物層118接著以大約150-200A的厚度淀積于表面氮化物層106以及 沿溝槽110和111的側(cè)壁和底表面淀積于氧化物層116上。使用干法氮化物 刻蝕，溝槽氮化物層118接著被從表面氮化物層106、從溝槽110的底表面 110a以及從端部溝槽111的底表面或場區(qū)llla除去，由此僅僅將溝槽氮化 物層有效地施加于每個溝槽的側(cè)壁，如圖8所示。因而，氧化物層116現(xiàn)在 僅僅分別沿溝槽IIO和111的底表面110a和llla露出。
因此，使用濕法或干法工藝，沿溝槽底表面110a和llla的露出的氧化 物層116接著生長至大約1000-5000A的總厚度，如圖9所示。濕法氮化物 刻蝕，例如在150。C下，用磷酸，執(zhí)行200-250A的目標氮化物去除，以剝 離覆蓋溝槽IIO和111側(cè)壁的剩余溝槽氮化物層118。因而，根據(jù)本發(fā)明和 如圖10所示，現(xiàn)在內(nèi)襯于溝槽110和111的氧化物層116具有有差別的或 不同的厚度，內(nèi)襯于溝槽110和111的側(cè)壁110b禾卩l(xiāng)llb的氧化物層分別比 內(nèi)襯于底表面110a和llla的氧化物層更薄。
此外，注意以上氧化物厚度僅僅用于舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員會認識到， 在不脫離本發(fā)明的前提下，其他氧化物厚度可用于制造具有不同額定值的器 件。
轉(zhuǎn)向圖11，未摻雜的多晶硅層120接著淀積于以上結(jié)構(gòu)的表面至大約
7500A的厚度，以填充溝槽110禾Q 111。接著，硼被注入，例如，在80kev 下lE14/cn^被施加于該結(jié)構(gòu)的表面。盡管如此，本領(lǐng)域技術(shù)人員會認識到， 用作P型摻雜劑的任意注入物質(zhì)都可以被使用。在這些摻雜劑當中，硼或 BF2是最普通的。
然后，在另一預(yù)擴散清洗之后，注入的物質(zhì)被激活并在105(TC下被驅(qū)動 一個小時，以使在溝槽內(nèi)的多晶硅P型可導(dǎo)電。從而，在溝槽內(nèi)和臺面之間 形成多個電極。
然后，使用比除去器件表面上的多晶硅所必需的時間周期多至少五秒的 持續(xù)時間周期，通過適當?shù)牡入x子體刻蝕器完成覆蓋多重刻蝕(blanket poly etch)。然后應(yīng)用適當?shù)难谀?，以及沿端部溝?11的底表面llla或場區(qū)的 部分多晶硅被除去。在這些步驟之后，通過在15()OC下磷酸中的濕法刻蝕， 覆蓋臺面區(qū)122的剩余表面氮化物層106被剝離。所得結(jié)構(gòu)在圖12中示出。
然后，參考圖13，使用任意所希望的預(yù)金屬清洗來清洗該結(jié)構(gòu)的頂表面 108。接下來在表面108上濺射勢壘金屬126如鈦(Ti)或鈦-鎢(TiW)等。 通常，鈦層可以以任意厚度應(yīng)用，但是優(yōu)選情況下，鈦層厚度約為600A， 以使后續(xù)硅化物層的厚度最大化和使未反應(yīng)的鈦的厚度最小化。還要注意任 意技術(shù)可被用于鈦的淀積，濺射和電子束蒸發(fā)是最普通的技術(shù)。
然后，在惰性氣氛中，鈦層在高溫下被退火。因此，薄鈦層與有效器件 區(qū)起反應(yīng)，以在該有效區(qū)上方形成硅化鈦層，形成延伸于臺面區(qū)122的頂部 的肖特基接觸124。接著通過使用任意巳知的氫氧化銨和過氧化氫基溶液刻 蝕該結(jié)構(gòu)，除去沿端部溝槽lll延伸的非反應(yīng)鈦層。通常地，刻蝕時間可以
改變，但是刻蝕溫度不應(yīng)該超過80。C，以避免H202的過快分解。所得結(jié)構(gòu)
在圖13中示出。
如在圖14中看到的，可以是鋁層或其他導(dǎo)電金屬層的陽極接觸金屬層 130接著淀積于該結(jié)構(gòu)的頂部。然后應(yīng)用金屬掩膜(未示出)，并且接觸金屬 層130在端部溝槽111內(nèi)被部分地刻蝕，因此僅僅在該區(qū)域中留下金屬的外 圍部分128。
最后，整個晶片經(jīng)由粘合帶粘附到研磨裝置(未示出)的框架并進行背 面研磨，減薄該晶片至8密耳，此后該工件被去載帶和刻蝕，以消除由于研 磨造成的粗糙表面。接著在該晶片的底部132上濺射背面金屬如三金屬 (Ti/Ni/Ag)，以在肖特基整流器的底表面上形成陰極。接著可以沿劃片線切 割該晶片，以將多個相同的二極管分開。
盡管本發(fā)明參考特定實施例描述，許多其它變更和改進以及其它用途將 為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。因此，優(yōu)選情況下，本發(fā)明不限于此處特定公開 內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種肖特基整流器，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；多個溝槽，所述多個溝槽沿所述半導(dǎo)體襯底的第一表面并被多個臺面隔開，每個所述溝槽具有分別內(nèi)襯于該溝槽的底部和側(cè)壁表面的不同厚度的氧化物層；以及肖特基金屬層，所述肖特基金屬層在所述半導(dǎo)體襯底的第一表面的頂上并與所述多個臺面形成肖特基整流器接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基整流器，還包括第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料在所述多個溝槽的每個溝槽內(nèi) 并鄰近于所述氧化物層；陽極，所述陽極橫跨所述肖特基金屬層并與所述肖特基金屬層接觸；以及陰極，所述陰極橫跨所述半導(dǎo)體襯底的第二相反表面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基整流器，還包括端部溝槽，所述端部溝槽沿所述半導(dǎo)體襯底的第一表面并超出所述肖特 基金屬層，所述端部溝槽具有分別內(nèi)襯于該端部溝槽的底部和側(cè)壁表面的不 同厚度的氧化物層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的肖特基整流器，還包括第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料在所述多個溝槽的每個溝槽內(nèi)并鄰近于所述多個溝槽的每個溝槽內(nèi)的所述氧化物層；陽極，所述陽極橫跨所述肖特基金屬層并與所述肖特基金屬層接觸以及 延伸至所述端部溝槽，以使所述陽極覆蓋內(nèi)襯于所述端部溝槽的底表面的所 述氧化物層的一部分；以及陰極，所述陰極橫跨所述半導(dǎo)體襯底的第二相反表面。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的肖特基整流器，其中內(nèi)襯于所述端部溝槽的側(cè) 壁表面的所述氧化物層的厚度約為500至750A，以及內(nèi)襯于所述端部溝槽 的底表面的所述氧化物層的厚度約為1000至5000A。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基整流器，其中對于所述多個溝槽的每個 溝槽來說，內(nèi)襯于其側(cè)壁表面的所述氧化物層比內(nèi)襯于其底表面的所述氧化 物層更薄。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基整流器，其中對于所述多個溝槽的每個 溝槽來說，在形成內(nèi)襯于其側(cè)壁和底表面的所述氧化物層之前，犧牲氧化物 層生長并被除去，該犧牲氧化物層的厚度為內(nèi)襯于所述多個溝槽的每個溝槽 的側(cè)壁表面的氧化物層的兩倍。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基整流器，其中對于所述多個溝槽的每個 溝槽來說，內(nèi)襯于其側(cè)壁表面的所述氧化物層的厚度約為500至750A。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的肖特基整流器，其中對于所述多個溝槽的每個 溝槽來說，內(nèi)襯于其底表面的所述氧化物層的厚度約為1000至5000A。
10. —種用于制造具有不同的氧化物厚度的溝槽肖特基整流器的方法，包 括以下步驟刻蝕具有第一導(dǎo)電類型的硅襯底的表面，以形成從該表面向下延伸至硅 襯底中的多個隔開的溝槽； 在所述多個溝槽的每個溝槽的側(cè)壁和底表面上生長氧化物層； 至少在內(nèi)襯于所述多個溝槽的每個溝槽的側(cè)壁和底表面的氧化物層上淀積溝槽氮化物層；刻蝕所述溝槽氮化物層，以對于所述多個溝槽的每個溝槽，露出至少內(nèi) 襯于該溝槽底表面的氧化物層；對于所述多個溝槽的每個溝槽，繼續(xù)生長內(nèi)襯于溝槽底表面的氧化物 層；以及剝離所述溝槽氮化物層，以對于所述多個溝槽的每個溝槽，露出內(nèi)襯于 其側(cè)壁表面的氧化物層，由此分別沿每個溝槽的側(cè)壁和底表面形成具有不同 厚度的氧化物層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，在所述硅襯底刻蝕步驟之前還包括以 下步驟在硅襯底的表面直接淀積表面氮化物層； 對該表面氮化物層進行構(gòu)圖，以限定溝槽圖形；以及 使用該圖形以用于刻蝕多個隔開的溝槽。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述溝槽氮化物層淀積步驟也在 所述表面氮化物層上淀積溝槽氮化物層，其中所述溝槽氮化物層刻蝕步驟也 從所述表面氮化物層除去溝槽氮化物層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中在與多個溝槽的刻蝕的同時，在 硅襯底的表面刻蝕端部溝槽，其中當沿多個溝槽的側(cè)壁和底表面形成具有不 同厚度的氧化物層時，分別沿端部溝槽的側(cè)壁和底表面也同時形成具有不同 厚度的氧化物層。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中所述第一氧化物層生長步驟使得所述多個溝槽的每個溝槽的側(cè)壁和底表面上的氧化物層生長至約500至 750A。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述第二氧化物層生長步驟使得 所述多個溝槽的每個溝槽的底表面上的氧化物層生長至約1000至5000A的總厚度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述第一氧化物層生長步驟使得 所述多個溝槽的每個溝槽的側(cè)壁和底表面和端部溝槽的側(cè)壁和底表面上的 氧化物層生長至約500至750A，其中所述第二氧化物層生長步驟使得所述 多個溝槽的每個溝槽的底表面和端部溝槽的底表面上的氧化物層生長至約 1000至5000A的總厚度。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述表面氮化物層淀積步驟淀積 表面氮化物層的厚度至約為600至800A，其中所述溝槽氮化物層淀積步驟 淀積溝槽氮化物層的厚度至約為150至200A。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述溝槽氮化物層剝離步驟具有 約200至250A的目標氮化物去除。
19. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，在所述第一氧化物層生長步驟之前還 包括以下步驟在所述多個溝槽的每個溝槽的側(cè)壁和底表面上生長犧牲氧化物層；以及 從所述多個溝槽的每個溝槽的側(cè)壁和底表面剝離該犧牲氧化物層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述犧牲氧化物層生長步驟使得犧牲氧化物層生長至比所述第一氧化層生長步驟的氧化物層的生長厚度大 兩倍的厚度，所述生長厚度為所述第一氧化層生長步驟中使得氧化物層生長 于所述多個溝槽的每個溝槽側(cè)壁和底表面上的厚度。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述犧牲氧化物層的厚度約為 1000至5000A。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述犧牲氧化物層剝離步驟具有 約1500至2000A的目標氧化物去除。
23. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，在所述剝離步驟之后還包括以下步驟 用第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)電材料填充所述多個溝槽；以及 在所述硅襯底的表面的頂上形成肖特基金屬層，以使該肖特基金屬層在多個溝槽之間的臺面區(qū)中形成肖特基整流器接觸。
24. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，在所述剝離步驟之后還包括以下步驟 用第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)電材料填充所述多個溝槽；在所述多個溝槽的頂上以及在多個溝槽之間的臺面區(qū)的頂上形成肖特 基金屬層，以使該肖特基金屬層在臺面區(qū)中形成肖特基整流器接觸；以及在所述肖特基金屬層的頂上淀積陽極接觸金屬并延伸至端部溝槽，以使 該陽極接觸金屬覆蓋端部溝槽的底表面上的氧化物層的一部分。
25. —種形成溝槽肖特基勢壘器件的方法，包括以下步驟 在具有第一導(dǎo)電性的半導(dǎo)體襯底的相反的表面之一上形成第一氮化物層； 對該第一氮化物層進行構(gòu)圖，以限定溝槽圖形；使用該溝槽圖形以通過所述第一氮化物層和通過所述半導(dǎo)體襯底的一個表面的區(qū)域進行刻蝕，從而在所述半導(dǎo)體襯底中形成交替的溝槽和臺面； 在每個溝槽的底部和側(cè)壁表面上形成氧化物層； 至少在每個溝槽的底部和側(cè)壁表面上形成第二氮化物層；刻蝕該第二氮化物層，以露出至少內(nèi)襯于每個溝槽的底表面的氧化物層；繼續(xù)形成內(nèi)襯于每個溝槽的底表面的氧化物層，從而對于每個溝槽而 言，底表面氧化物層的厚度不同于側(cè)壁表面氧化物層的厚度；剝離所述每個溝槽的側(cè)壁上的第二氮化物層，以露出內(nèi)襯于側(cè)壁表面的 氧化物層；用第二導(dǎo)電類型的導(dǎo)電材料填充所述溝槽；剝離覆蓋所述臺面的第一氮化物層，以露出所述半導(dǎo)體襯底；以及 在一個表面上施加連續(xù)勢壘層，以在所述勢壘層和所述臺面的半導(dǎo)體襯 底的露出的部分之間形成肖特基。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中端部區(qū)與溝槽同時形成，在該端 部區(qū)的底部和側(cè)壁表面之間具有不同厚度的氧化物層。
全文摘要
一種用于溝槽內(nèi)的具有不同的氧化物厚度的溝槽肖特基二極管的制造工藝，包括在襯底表面上形成第一氮化物層，并且隨后在襯底中形成多個溝槽，可能包括端部溝槽。在犧牲氧化物層形成和除去之后，所述溝槽的側(cè)壁和底表面被氧化。第二氮化物層隨后被施加于所述襯底并被刻蝕，從而使所述第二氮化物層覆蓋溝槽側(cè)壁上的氧化物層，但露出溝槽底表面上的氧化物層。然后，所述溝槽底表面被再氧化，剩余的第二氮化物層接著被從側(cè)壁除去，導(dǎo)致在每個溝槽的側(cè)壁和底表面上形成具有不同厚度的氧化物層。然后，所述溝槽被用P型多晶硅填充，第一氮化物層被除去，并且肖特基勢壘金屬被施加于所述襯底表面。
文檔編號H01L29/40GK101371337SQ200680002150
公開日2009年2月18日 申請日期2006年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月14日
發(fā)明者D·基奧拉 申請人:國際整流器公司