專利名稱：底部陽(yáng)極肖特基二極管的結(jié)構(gòu)與形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種肖特基二極管器件。更特別的是，本發(fā)明涉及多應(yīng)用的
制造設(shè)置在P型襯底上的肖特基二極管或形成底部陽(yáng)極的肖特基二極管器件 的結(jié)構(gòu)與方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的肖特基二極管通常具有垂直結(jié)構(gòu)，其形成在一N型襯底上，并將 陰極設(shè)置在襯底的底部，這種結(jié)構(gòu)往往會(huì)在應(yīng)用上遭受到各種困難的限制。 當(dāng)高電壓的偏壓施加到襯底上，這種形成在N型襯底并在襯底底部具有陰極 的肖特基二極管和一些組件結(jié)構(gòu)并不兼容。再者，對(duì)在高壓器件來(lái)說(shuō)，當(dāng)使 用承載在N型襯底上且陰極設(shè)置在襯底底部的垂直型肖特基二極管時(shí)，需要 一個(gè)安裝了芯片的散熱溝渠(heat sink)來(lái)進(jìn)行電性隔絕，從而導(dǎo)致熱耗散 受到限制，并提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
不同類型的垂直型肖特基二極管己經(jīng)陸續(xù)被提出公開。圖1A描述一種 形成在N型襯底頂部的結(jié)勢(shì)壘控制肖特基(Junction Barrier Controlled Schotty) 二極管的剖視圖，以及圖IB描述一種可供選擇的肖特基二極管， 該肖特基二極管實(shí)現(xiàn)了設(shè)置在N型襯底底部上的溝槽式金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié) 勢(shì)壘控制肖特基(Trench MOS-Barrier Controlled Schottky, TMBS) 二極管。 在上述任何一種肖特基二極管中，肖特基勢(shì)壘能屏蔽位于垂直低摻雜陰極N 型區(qū)域中的若干耗盡區(qū)域的高電壓。圖1C與圖1D顯示了在第4， 134, 123 號(hào)專利中描述的可供選擇的JBS 二極管，該JSB 二極管具有若干P+型區(qū)域 夾置在頂部的陽(yáng)極區(qū)域以及陰極區(qū)域之間。然而，如這些說(shuō)明所敘述的具有 垂直結(jié)構(gòu)且陰極位于底部的肖特基二極管，對(duì)在某些特定的應(yīng)用方面仍然會(huì) 受限于上述的各種困難，尤其當(dāng)應(yīng)用在可攜式裝置時(shí)，必須在小的封裝結(jié)構(gòu) 內(nèi)具備多樣功能，以減少組件數(shù)量與體積。特別的是，對(duì)于功率升壓型轉(zhuǎn)換 器的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，肖特基二極管的陽(yáng)極是連接到金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的漏極，而漏極通常位于MOSFET芯片的底部。可期望通過(guò) 將肖特基二極管共同封裝到MOSFET的封裝結(jié)構(gòu)中，以減少陽(yáng)極寄生電感； 有需要利用兩個(gè)分開的芯片襯墊用以分別安裝MOSFET與肖特基二極管。然 而，這樣會(huì)增加裝置的復(fù)雜度與成本。
因此，在肖特基二極管的組件設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)中，仍然存在有尋求新 的構(gòu)造與制作方法的必要，以提供新穎的和改良的具有陽(yáng)極在襯底底部的肖 特基二極管，使上述問(wèn)題與限制能夠被解決。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種新穎的與改良的肖特 基二極管，其可實(shí)現(xiàn)將肖特基勢(shì)壘控制層直接設(shè)置在肖特基勢(shì)壘金屬的下方， 以此控制肖特基勢(shì)壘的高度與寬度，用以改善肖特基二極管的工作效率。
本發(fā)明的另一目的在于通過(guò)形成一低能量淺N型植入來(lái)提供一種新穎的 與改良的底部陽(yáng)極肖特基(Bottom-Anode Schottky, BAS) 二極管，因此， 可以通過(guò)使用低能量淺植入來(lái)調(diào)整肖特基的勢(shì)壘高度與寬度，用來(lái)控制漏電 流相對(duì)于正向電壓的平衡。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種改良的底部陽(yáng)極肖特基二極管器件，具 有一增加的深寬比(表示為D/W)，例如，增加用作為JBS區(qū)域的慘雜N+ 型區(qū)域的深度相對(duì)于肖特基接觸區(qū)域的寬度的深寬比，因此可以減少反向漏 電流。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種改良的底部陽(yáng)極肖特基二極管器件，將 肖特基接觸金屬設(shè)置在數(shù)個(gè)溝槽中，并在環(huán)繞側(cè)壁周圍和溝槽底面的下方植 入若干摻雜區(qū)域，進(jìn)一步提高作為JBS區(qū)域的N+型摻雜區(qū)域的深度相對(duì)于 肖特基接觸區(qū)域的寬度的深寬比，因此進(jìn)一步減少反向漏電流。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種改良的底部陽(yáng)極肖特基二極管器件，其 應(yīng)用一輕摻雜窄帶隙材料構(gòu)成的薄層直接設(shè)置在肖特基勢(shì)壘金屬的下方，從 而可通過(guò)控制薄層的厚度與成分來(lái)控制勢(shì)壘的高度與寬度。
簡(jiǎn)單而言，本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例公開了一種底部陽(yáng)極肖特基(BAS)
器件，其承載在一半導(dǎo)體襯底上，并具有一作為陽(yáng)極的底面，以及一位于襯 底上方且與陽(yáng)極有著相同導(dǎo)電類型的磊晶層。此底部陽(yáng)極肖特基(BAS)器件進(jìn)一步更包含有若干摻雜區(qū)域，該些摻雜區(qū)域設(shè)置在靠近磊晶層頂面的地 方，其摻雜有和襯底相反的導(dǎo)電類型的離子，以和設(shè)置在若干摻雜結(jié)勢(shì)壘肖
特基區(qū)域之間的磊晶層構(gòu)成結(jié)勢(shì)壘肖特基(JBS)。底部陽(yáng)極肖特基(BAS) 器件更包含有一肖特基勢(shì)壘金屬，其設(shè)置在半導(dǎo)體的頂部，構(gòu)成了和若干摻 雜結(jié)勢(shì)壘肖特基(JBS)區(qū)域的歐姆接觸，以及構(gòu)成了和設(shè)置在若干摻雜結(jié) 勢(shì)壘肖特基(JBS)區(qū)域之間的磊晶層的肖特基接觸。底部陽(yáng)極肖特基器件 更包含有一肖特基勢(shì)壘控制層，其直接設(shè)置在若干摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基(JBS) 區(qū)域之間的磊晶層中、且在肖特基接觸金屬的下方。在一個(gè)示范實(shí)施例中， 半導(dǎo)體襯底為一種P型襯底，所述的若干摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基(JBS)區(qū)域包 含若干N型摻雜JBS區(qū)域，且所述的肖特基勢(shì)壘控制層包含一超淺N型香 農(nóng)(N-Shannon)植入層。在另一個(gè)示范實(shí)施例中，肖特基接觸區(qū)域的勢(shì)壘 高度是由低能量N型香農(nóng)層的淺植入來(lái)調(diào)整的，用來(lái)控制漏電流相對(duì)于正向 電壓的平衡。在另一個(gè)示范實(shí)施例中，當(dāng)正向電壓VF大概低于0.7伏特時(shí)， 來(lái)自摻雜JBS區(qū)域的少數(shù)載子注入被抑制。在另一個(gè)示范實(shí)施例中，來(lái)自陽(yáng) 極的主要載子具有減小的勢(shì)壘，以達(dá)到構(gòu)成陰極的肖特基接觸金屬。在另一 個(gè)示范實(shí)施例中，超淺N型香農(nóng)植入層包含砷植入層。在另一個(gè)示范實(shí)施例 中，肖特基勢(shì)壘控制層包含一輕摻雜窄帶隙材料。在另一個(gè)示范實(shí)施例中， 肖特基勢(shì)壘的高度和寬度是由調(diào)整窄帶隙材料的成分與層厚來(lái)控制的。在另 一個(gè)示范實(shí)施例中，窄帶隙材料包含富含硅鍺的硅(siliconrichSiGe)，其具 有在100埃到1000埃范圍內(nèi)的薄膜層厚度。
以下將可通過(guò)閱讀本發(fā)明的較佳實(shí)現(xiàn)例的詳細(xì)描述與各個(gè)


，使 本發(fā)明的技術(shù)思想更被突顯，以了解與獲得本發(fā)明的這些和其它目的與優(yōu)點(diǎn)。

圖1A與圖1B是描述典型的結(jié)勢(shì)壘肖特基(JBS) 二極管與溝槽式金屬 氧化物半導(dǎo)體勢(shì)壘肖特基(TMBS)的傳統(tǒng)肖特基二極管的剖視圖1C與圖1D是具有頂部陽(yáng)極結(jié)構(gòu)的結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管的剖視圖； 圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中底部陽(yáng)極肖特基(BAS) 二極管的剖視圖； 圖3是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中的肖特基器件的剖視圖； 圖4A到圖4C是本發(fā)明另一個(gè)是實(shí)施例中肖特基器件的制作流程的剖視圖5是硅鍺(SiGe)薄層在硅(Si)襯底上的能帶關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D2，該圖是根據(jù)本發(fā)明的一種形成在P+型襯底的底部陽(yáng)極肖特 基(BAS) 二極管器件以及它的形成過(guò)程的側(cè)剖面示意圖。此底部陽(yáng)極肖特 基二極管是承載在一 P+型襯底105上作為一底部陽(yáng)極的。一P-型磊晶層110 承載在襯底105的頂部。底部陽(yáng)極肖特基二極管還包含有數(shù)個(gè)N+型植入?yún)^(qū) 域115以在P型磊晶層中形成結(jié)點(diǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用一掩模(圖中未 示)，以1E15的劑量，在60KeV的能階，進(jìn)行砷的第一 N型植入；在另一 個(gè)實(shí)施例中，在第一 N型植入之后，跟著以2E12的劑量與300KeV的能階 進(jìn)行磷離子的第二N型植入，然后，在900 110(TC之間的溫度，進(jìn)行驅(qū)入 (drive-in)擴(kuò)散制程大約30分鐘。 一超淺N型香農(nóng)(N-Shannon)植入層 125是利用N型植入物以低能量來(lái)形成。在一個(gè)示范實(shí)施例中，N型香農(nóng)植 入層125是在大約10kev的能量、大約5X 1012/cm2的植入劑量的條件下，以 砷離子來(lái)進(jìn)行植入，且N型香農(nóng)植入層125是在大約90(TC的溫度、30秒的 時(shí)間以快速熱退火制程(RTP)的條件來(lái)形成的。
肖特基勢(shì)壘金屬層120是設(shè)置在磊晶層110的頂部，形成了和N+型區(qū)域 115的歐姆接觸，并形成和超淺N型香農(nóng)植入?yún)^(qū)域125的肖特基接觸。超淺 N型香農(nóng)植入層125的摻雜濃度與該層的深度可以在偏壓O以下的條件下予 以控制，利用減少帶電載子及控制摻雜濃度來(lái)調(diào)整肖特基二極管正向電壓。 于是，肖特基勢(shì)壘高度的調(diào)整就不受肖特基二極管反向特性的影響，而由P 型磊晶層110的摻雜濃度與深度來(lái)決定。
和超淺輕N型香農(nóng)植入層125 —起，在頂面附近會(huì)形成一通過(guò)肖特基內(nèi) 置電勢(shì)來(lái)耗盡的結(jié)點(diǎn)。和傳統(tǒng)的PN結(jié)點(diǎn)比較，目前來(lái)自陽(yáng)極的電洞具有縮 小的勢(shì)壘以達(dá)到陰極。只要正向電壓VF低于0.7伏特的固有PN結(jié)點(diǎn)正向電 壓，那么來(lái)自N+型區(qū)域115的少數(shù)載子注入就會(huì)被抑制。同時(shí)，由于在反向 偏壓的情況下N+型區(qū)域115會(huì)屏蔽肖特基區(qū)域，因此反向性能將進(jìn)一步改 良，由此將達(dá)到較低的漏電流。此底部陽(yáng)極肖特基二極管具有數(shù)個(gè)優(yōu)點(diǎn)。在 金屬沉積前，超淺輕N型香農(nóng)植入層125具有拉制主體區(qū)域的作用。肖特基二極管將達(dá)到體積更緊密與縮減面積的需求。再者，肖特基的勢(shì)壘高度可以
通過(guò)N型香農(nóng)層125的低能量淺植入來(lái)調(diào)整，用來(lái)控制漏電流相對(duì)在正向電 壓的平衡。對(duì)于進(jìn)一步減少漏電流的目的而言，具有如同圖2所示的大D/W 的深寬比是有益的。為了縮小導(dǎo)電電阻與提高電流處理能力，可期望具有大 的肖特基接觸區(qū)域，也就是指大的寬度W。唯一的可調(diào)整的參數(shù)是N+型植 入的深度。在提高溫度下進(jìn)行高能量的多種植入與延長(zhǎng)時(shí)間的擴(kuò)散，可以幫 助增加深度D。不幸地是，由于側(cè)向擴(kuò)散的關(guān)系，高溫與延長(zhǎng)時(shí)間的擴(kuò)散也 會(huì)不可避免地會(huì)減少寬度W，而這種現(xiàn)象是不被期望的。
圖3是本發(fā)明的另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中溝槽是蝕刻到磊晶層110上 的，并通過(guò)植入到溝槽的側(cè)壁與底部來(lái)形成N+型植入?yún)^(qū)域115。在一實(shí)施例 中，N+型植入?yún)^(qū)域115是通過(guò)使用2E15的劑量、60KeV的能階的砷摻雜物 所進(jìn)行的第一植入，以及使用2E13的劑量、180KeV能階的磷摻雜物所進(jìn)行 的第二植入所形成的。兩種植入都是以四個(gè)旋轉(zhuǎn)方向、7個(gè)度角來(lái)實(shí)施，以 確保溝槽的所有側(cè)壁都有被覆蓋；接著，進(jìn)行在900'C下維持30分鐘的擴(kuò)散 制程。由于溝槽的深度將N+型區(qū)域115延伸至更深的深度而不會(huì)引起不受期 望的側(cè)向擴(kuò)散，此制程可以有效地增加深寬比D/W。通過(guò)將溝槽深度從0.2 微米增加至l微米，在正向電壓大體維持一定時(shí)，逆向電流將可被降低超過(guò) 97%。
控制肖特基的勢(shì)壘高度與寬度的目的也可以通過(guò)應(yīng)用一窄帶隙材料的薄 層來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖4A到圖4C所示，是本發(fā)明另一實(shí)施例中的肖特基二極管器 件的制程側(cè)剖面示意圖。見圖4A，通過(guò)化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition; CVD)來(lái)沉積諸如硅鍺SiGe的窄帶隙材料，以在P-型磊晶層110 的上表面形成一窄帶隙層125'，該P(yáng)-型磊晶層110設(shè)置在作為肖特基二極 管的陽(yáng)極的P+型襯底105的頂面。窄帶隙材料層的厚度可介在100埃至1000 埃的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，該窄帶隙層125'包含一個(gè)200埃的富含硅 鍺的硅。在另外一個(gè)實(shí)施例中，富含硅鍺的硅層包含80%的硅與20%的鍺， 在另外一個(gè)實(shí)施例中，該窄帶隙層125'以每立方厘米2E17至2E18的摻雜 濃度進(jìn)行N型摻雜物的原位摻雜(in-situ doped)。 一低溫氧化物層130被沉 積在窄帶隙層125'上。如圖4B，氧化層130是圖案化掩模(圖中未示)來(lái) 形成硬掩模，用于在P型磊晶層110中干蝕刻溝槽140。硬掩模130可在干
12蝕刻過(guò)程中以及形成N+型植入?yún)^(qū)域115的N型植入中保護(hù)在下面部分的窄 帶隙層125'。圖4C中，肖特基金屬層120在移除硬掩模130后予以沉積， 肖特基二極管形成的方式近似如圖3所示，除了超淺N型香農(nóng)植入層125由 摻雜窄帶隙材料的窄帶隙層125'來(lái)替代。通過(guò)控制窄帶隙層125'的成分和 厚度，來(lái)調(diào)整肖特基的勢(shì)壘寬度與高度。圖5描述的是電洞勢(shì)能隨著SiLXGex 的參數(shù)x而變化。為了避免在靠近硅的硅鍺層表面的電洞陷阱，最好使用一 個(gè)富含硅鍺的硅層。該硅鍺層的厚度也會(huì)影響肖特基勢(shì)壘的寬度。
根據(jù)上述圖式以及描述的內(nèi)容，本發(fā)明也公開了一種承載在具有第一導(dǎo) 電類型的半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體功率器件，該半導(dǎo)體功率器件具有一作為底 部陽(yáng)極的底層，以及一覆蓋在底層上且與陽(yáng)極有相同導(dǎo)電類型的磊晶層。在 一個(gè)示范實(shí)施例中，摻雜區(qū)域的淺層更包含淺摻雜區(qū)域，其摻雜第一導(dǎo)電類 型的離子，并且其離子摻雜濃度高于磊晶層。在另一個(gè)示范實(shí).施例中，摻雜 區(qū)域的淺層更包含淺香農(nóng)摻雜區(qū)域，其摻雜第二導(dǎo)電類型的離子用以調(diào)整肖 特基二極管的勢(shì)壘高度。在另一個(gè)示范實(shí)施例中，功率器件更包含一窄帶隙 金屬層，其直接設(shè)置在肖特基勢(shì)壘金屬層的下方、磊晶層的上方，而形成低 正向電壓結(jié)點(diǎn)作為肖特基。
雖然本發(fā)明以前述的實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明。在不 脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所為的修改與變化，均屬本發(fā)明的專利保護(hù)范 圍。關(guān)于本發(fā)明所界定的保護(hù)范圍請(qǐng)參考所附的權(quán)利要求書。
1權(quán)利要求
1.一種底部陽(yáng)極肖特基器件，該肖特基器件承載在一半導(dǎo)體襯底上，其具有一底面與一磊晶層，該底面作為陽(yáng)極，該磊晶層位于該陽(yáng)極上并和該陽(yáng)極具有一相同的摻雜導(dǎo)電率，所述的底部陽(yáng)極肖特基器件還包含有若干個(gè)摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域，該摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域延伸至該半導(dǎo)體襯底的一個(gè)深度，并與該陽(yáng)極具有一相反的導(dǎo)電類型，且該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域與設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層構(gòu)成一結(jié)勢(shì)壘肖特基；一肖特基勢(shì)壘金屬，其設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底的頂部，并和設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層構(gòu)成一肖特基接觸；以及一肖特基勢(shì)壘控制層，其直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
2. 如權(quán)利要求l所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的半導(dǎo)體襯 底是一種P型襯底，所述的若干摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域包含若干N型摻 雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域，且所述的肖特基勢(shì)壘控制層包含一超淺N型香農(nóng) 植入層。
3. 如權(quán)利要求l所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的摻雜結(jié)勢(shì) 壘肖特基區(qū)域延伸至該半導(dǎo)體襯底的頂部表面。
4. 如權(quán)利要求2所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底頂部的肖特基勢(shì)壘金屬和該若干摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域構(gòu)成 一個(gè)歐姆接觸。
5. 如權(quán)利要求2所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的每一個(gè)溝 槽的從該半導(dǎo)體襯底的頂部延伸至對(duì)應(yīng)的結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域內(nèi)后具有一 個(gè)深度與一個(gè)寬度，該深度比摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域的深度淺，該寬度比 摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域的寬度窄，所述的溝槽內(nèi)襯有肖特基勢(shì)壘金屬層。
6. 如權(quán)利要求l所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的肖特基勢(shì) 壘控制層包含有一薄膜層，該薄膜層由一窄帶隙材料組成。
7. 如權(quán)利要求6所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的窄帶隙材 料包含硅鍺。
8. 如權(quán)利要求7所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的窄帶隙材 ,料包含富含硅鍺的硅。
9. 如權(quán)利要求7所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的窄帶隙材 料是一種輕摻雜材料。
10. 如權(quán)利要求7所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的鄰近半導(dǎo) 體襯底頂部的若干摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域還包含有一以砷離子摻雜的淺 結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域以及一磷離子摻雜的深結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域，所述的磷離 子摻雜能量高于砷離子的摻雜能量。
11. 一種底部陽(yáng)極肖特基器件，其承載在一半導(dǎo)體襯底上，具有一底面與一磊 晶層，該底面作為一陽(yáng)極，該磊晶層覆蓋在該陽(yáng)極上并和該陽(yáng)極具有一相 同的摻雜導(dǎo)電率，所述的底部陽(yáng)極肖特基器件還包括一肖特基勢(shì)壘金屬，其設(shè)置在若干溝槽中，并覆蓋在該些溝槽之間的 半導(dǎo)體襯底的頂面上；以及若干個(gè)摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域，設(shè)置在所述溝槽的側(cè)壁上以及底面下 方，并與該陽(yáng)極具有一相反的導(dǎo)電類型，且該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域與 設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層構(gòu)成一結(jié)勢(shì)壘肖特基。
12. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的底部陽(yáng) 極肖特基器件還包含一 肖特基勢(shì)壘控制層，該勢(shì)壘控制層直接設(shè)置在該些 摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中，以及該肖特基勢(shì)壘金屬下方。
13. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的填充有 該肖特基勢(shì)壘金屬的溝槽具有一大概0.2微米到1.0微米的深度。
14. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的底部陽(yáng) 極肖特基器件還包括其設(shè)置在溝槽的側(cè)壁周圍以及底面下方的若干摻雜 結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域，其更包含有一以砷離子摻雜的第一結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域 以及一以磷離子慘雜的第二結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域，所述的磷離子摻雜能量高 于砷離子的摻雜能量。
15. 如權(quán)利要求2所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的一超淺N 型香農(nóng)植入層直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中，以 及該肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
16. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的底部陽(yáng) 極肖特基器件還包含有一窄帶隙層，其直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基 區(qū)域之間的磊晶層中，以及該肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
17. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的底部陽(yáng) 極肖特基器件還包含一 由硅鍺所組成的窄帶隙層，其直接設(shè)置在該些摻雜 結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
18. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的底部陽(yáng) 極肖特基器件還包含有一窄帶隙層，其具有一在100埃到1000埃范圍內(nèi) 的薄膜層厚度，并直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層 中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
19. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的底部陽(yáng) 極肖特基器件還包含有一窄帶隙層，其由具有80%硅與20%鍺的硅鍺所組 成，并直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
20. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的底部陽(yáng) 極肖特基器件還包含有一窄帶隙層，其包含一原位摻雜的N型摻雜層， 具有一介于2E17 2E18/cm3的摻雜濃度，并直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘 肖特基區(qū)域之間的一P型磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
21. 如權(quán)利要求11所述的底部陽(yáng)極肖特基器件，其特征在于，所述的底部陽(yáng) 極肖特基器件還包含有一窄帶隙層，其包含一富含硅鍺的硅，具有一約 200埃的厚度，并直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中， 以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
22. —種形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，該底部陽(yáng)極肖特基器件是承 載在一半導(dǎo)體襯底上，具有一底面與一磊晶層，該底面作為一陽(yáng)極，該磊 晶層位于該陽(yáng)極上并和該陽(yáng)極具有一相同的摻雜導(dǎo)電率，且形成該底部陽(yáng) 極肖特基器件的步驟更包含有開設(shè)若干個(gè)溝槽，在該些溝槽的側(cè)壁上及底面下方植入若干個(gè)摻雜結(jié) 勢(shì)壘肖特基區(qū)域，且該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域與該陽(yáng)極具有一相反的導(dǎo) 電類型，以和設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層構(gòu)成一結(jié)勢(shì) 壘肖特基；以及沉積一肖特基勢(shì)壘金屬，覆蓋該些溝槽的側(cè)壁與底面，并覆蓋該些溝 槽之間的半導(dǎo)體襯底的頂面。
23. 如權(quán)利要求22所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征在 于，該方法還包含植入一超淺N型香農(nóng)層，直接沉積在該些摻雜結(jié)勢(shì) 壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
24. 如權(quán)利要求22所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征在 于，所述的開設(shè)該些溝槽的步驟還包含將該些溝槽開設(shè)為具有一約在 0.2微米到1.0微米的深度，以覆蓋該肖特基勢(shì)壘金屬。
25. 如權(quán)利要求22所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征在 于，所述的在溝槽的側(cè)壁周圍及底面下方植入若干個(gè)摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū) 域的步驟更包含以砷離子植入第一結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域以及以磷離子植入 第二結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域的步驟，且所述的磷離子慘雜能量高于砷離子的摻 雜能量。
26. 如權(quán)利要求22所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征在 于，所述的方法還包含沉積一窄帶隙層的步驟，該窄帶隙層直接設(shè)置在該 些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
27. 如權(quán)利要求22所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征在 于，所述的方法還包含沉積由硅鍺所組成的窄帶隙層的步驟，該窄帶隙層 直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘 金屬的下方。
28. 求權(quán)利要求22所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征在 于，所述的方法還包含沉積一窄帶隙層的步驟，該窄帶隙層具有一在ioo 埃 1000埃范圍內(nèi)的薄膜層厚度，并直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基 區(qū)域之間的磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
29. 如權(quán)利要求22所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征在 于，所述的方法還包含沉積一窄帶隙層的步驟，該窄帶隙層由具有80%硅 與20%鍺的硅鍺所組成，并直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的 磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
30. 如權(quán)利要求22所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征在 于，所述的方法還包含沉積一窄帶隙層的步驟，該窄帶隙層包含一原位摻 雜的N型摻雜層，且具有一介于2E17 2E18/cm3的摻雜濃度，并直接設(shè) 置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特基區(qū)域之間的一 P型磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
31.如權(quán)利要求22項(xiàng)所述的形成底部陽(yáng)極肖特基二極管器件的方法，其特征 在于，所述的方法還包含沉積一窄帶隙層的步驟，該窄帶隙層包含一富含 硅鍺的硅，具有一約為200埃的厚度，并直接設(shè)置在該些摻雜結(jié)勢(shì)壘肖特 基區(qū)域之間的磊晶層中，以及肖特基勢(shì)壘金屬的下方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種底部陽(yáng)極肖特基器件，其承載在半導(dǎo)體襯底上，具有一作為陽(yáng)極的底面，以及具有一覆蓋在陽(yáng)極上并和陽(yáng)極具有相同的摻雜導(dǎo)電率的磊晶層。該底部陽(yáng)極肖特基器件還包含一肖特基接觸金屬，該肖特基接觸金屬設(shè)置在若干溝槽中并覆蓋在這些溝槽之間的半導(dǎo)體襯底的頂面。底部陽(yáng)極肖特基器件還包含有若干個(gè)摻雜JBS區(qū)域，該摻雜JBS區(qū)域設(shè)置在若干側(cè)壁上及位于前述溝槽的底面下方，并與陽(yáng)極具有相反的導(dǎo)電類型，且這些摻雜JBS區(qū)域與設(shè)置在摻雜JBS區(qū)域之間的磊晶層構(gòu)成一結(jié)勢(shì)壘肖特基。而底部陽(yáng)極肖特基器件更包含一超淺N型香農(nóng)植入層，直接設(shè)置在前述摻雜JBS區(qū)域之間的磊晶層中以及肖特基接觸金屬下方。
文檔編號(hào)H01L29/872GK101661960SQ20081021482
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者安荷·叭剌, 毅 蘇, 雷燮光 申請(qǐng)人:萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體股份有限公司