專利名稱：金屬氧化物半導(dǎo)體p-n結(jié)二極管結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)及其制作方法，尤 其涉及具有較低漏電流、較低正向?qū)▔航抵?VF)、較高反向耐電壓值與低 反向回復(fù)時間特性的一種金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
蕭基二極管為以電子作為載流子的單極性元件，其特性為速度快與正向 導(dǎo)通壓降值(V》低，但反向偏壓漏電流則較大(與金屬功函數(shù)及半導(dǎo)體摻雜濃 度所造成的蕭基勢壘值有關(guān))。而P-N 二極管，為一種雙載流子元件，傳導(dǎo) 電流量大。但元件的正向操作壓降值(Vp)—般比蕭基二極管高，且因空穴載 流子的作用使P-N二極管反應(yīng)速度較慢，反向回復(fù)時間較長。
關(guān)于溝渠式的蕭基勢壘二極管裝置，其代表性前述申請可參閱1994年 的美國專利，第5,365,102號提案名稱SCHOTTKY BARRIER RECTIFIER WITHMOSTRENCH所揭示的元件結(jié)構(gòu)為代表。請參閱圖1(a) 圖l(f)所示， 其制作方法主要包括步驟首先，如圖l(a)所示，提供基板11與已長好的 N-型外延層(epitaxial layer)12，于其上成長墊氧化層13，以降低后續(xù)氮化硅 掩模層沉積的應(yīng)力，接著成長掩模氮化硅層(mask nitride)15。而后如圖l(b) 所示，于掩模氮化硅層15上形成光致抗蝕劑層17后進(jìn)行光刻工藝及蝕刻工 藝，以移除部分掩模氮化硅層15，墊氧化層13及N-外延層12，形成溝渠的 結(jié)構(gòu)20。之后，如圖l(c)所示，成長熱氧化層16于溝渠的側(cè)壁及底部。如 圖l(d)所示，移除掩?；鑼?5及墊氧化層13。接著如圖l(e)所示，鍍上 陽極金屬層18，而后進(jìn)行陽極金屬的光刻與蝕刻工藝，金屬層18與平臺14 的源極為蕭基結(jié)。最后，進(jìn)行晶背研磨與晶背陰極金屬電極19的工藝，如 圖l(f)所示。到此，即完成晶片部分的工藝。
由上述的工藝方法制作的溝渠式蕭基二極管(Trench MOS Barrier Schottky Rectifier; TMBR)，具有極低的正向?qū)▔航抵?^)，但反向漏電流
5則會相對提高。若要有較低的漏電流，其中一個方法是選擇功函數(shù)較高的金
屬。如此，又會拉高蕭基二極管的正向?qū)▔航抵?v》。因此，對蕭基二極
管而言，這兩者實為魚與熊掌，難以兼得。此外，另一種方法為加深基板中 溝渠的深度，以增長反向夾止通道的長度，來抑制漏電流。但此方式不利于
高電壓元件的制作，因其須使用更厚的N型外延層來增加反向耐壓能力。因 此，往高電壓的蕭基二極管元件發(fā)展時，似有某種瓶頸存在。高壓的蕭基二 極管較難制作，當(dāng)在搜尋目前市面量產(chǎn)的蕭基二極管元件時，所看到的最高 反向電壓的產(chǎn)品為600伏特。而其實際為2個300伏特的溝渠式蕭基二極管 串聯(lián)而成，且元件的正向?qū)▔航抵?Vp)也較高。如何設(shè)計元件以達(dá)到具有 較高的反向耐電壓(如600伏特以上)，較低的正向?qū)▔航抵?VF)，較低的 反向漏電流與較低的反向回復(fù)時間(Reverse Recovery Time; Irr)，即指具有較 快的反應(yīng)速度，實為一大挑戰(zhàn)。在此，回歸到平面式P-N結(jié)元件的設(shè)計，以 達(dá)成高耐壓的特性，并搭配金屬氧化物半導(dǎo)體N型通道元件及P-N結(jié)位置的 調(diào)整，來降低反向回復(fù)時間，增加反應(yīng)速度與降低正向?qū)▔航抵?V。，借 此使元件有接近蕭基二極管所具有的優(yōu)點，并有較低的漏電流。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所提供的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)及其制作方法，其 在元件的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，為金屬氧化物半導(dǎo)體N型通道結(jié)構(gòu)與P-N結(jié)二極管共 構(gòu)。借由此種結(jié)構(gòu)設(shè)計，當(dāng)元件于正向偏壓操作時為金屬氧化物半導(dǎo)體N型 通道與P-N面二極管并聯(lián)，具有接近蕭基二極管的反應(yīng)速度快與正向?qū)▔?降值(V》低的特性。而于反向偏壓操作時，P-N結(jié)二極管耗盡區(qū)對漏電的壓 抑與N型通道關(guān)閉的行為，使元件具有非常低的漏電流。因此，使元件有接 近蕭基二極管的優(yōu)點。即為具有反應(yīng)速度快，正向?qū)▔航抵?V。值低，然 后又有反向偏壓漏電流小，等特性的二極管元件。
為完成上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所述的制作方法至少包含下列步驟提供一 基板；于該基板上形成一第一掩模層；對該基板進(jìn)行一第一光刻蝕刻工藝， 進(jìn)而去除部分該第一掩模層并于該基板上形成一溝渠結(jié)構(gòu)；于該第一溝渠結(jié) 構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一第一離子注入工藝，進(jìn)而于該基板上形成一第一深度注入?yún)^(qū)域； 對該基板進(jìn)行一第二光刻蝕刻工藝，進(jìn)而去除部分該第一掩模層以形成一側(cè)
6壁結(jié)構(gòu)；于該溝渠結(jié)構(gòu)的底部與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成一第二掩模層；對該基板 進(jìn)行一第三光刻蝕刻工藝，進(jìn)而于該溝渠結(jié)構(gòu)中形成一柵極結(jié)構(gòu)；于該溝渠 結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一第二離子注入工藝，進(jìn)而于該基板上形成相鄰于該第一深度注 入?yún)^(qū)域的一第二深度注入?yún)^(qū)域；于去除光致抗蝕劑后在該溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一 第三離子注入工藝，進(jìn)而于該基板上形成相鄰于該第二深度注入?yún)^(qū)域的一第 三深度注入?yún)^(qū)域；進(jìn)行一蝕刻工藝，進(jìn)而去除部分該第二掩模層；于該溝渠 結(jié)構(gòu)的底部、該柵極結(jié)構(gòu)的表面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成一金屬層；以及對該基 板進(jìn)行一第四光刻蝕刻工藝，進(jìn)而去除掉部分該金屬層。
本發(fā)明所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)至少包含 一基板； 一溝渠結(jié)構(gòu)，形成于該基板上方； 一柵極結(jié)構(gòu)，形成于該溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)并突出 于該溝渠結(jié)構(gòu)的表面； 一側(cè)壁結(jié)構(gòu)，突出于該溝渠結(jié)構(gòu)的表面并位于該柵極 結(jié)構(gòu)之側(cè)； 一金屬層，形成于該溝渠結(jié)構(gòu)的表面、該柵極結(jié)構(gòu)的表面與該側(cè) 壁結(jié)構(gòu)上；以及一離子注入?yún)^(qū)域，以多個深淺不同的區(qū)域形成于該基板中， 且該離子注入?yún)^(qū)域相鄰于該柵極結(jié)構(gòu)，且該離子注入?yún)^(qū)域與該金屬層形成一 歐姆結(jié)。
本發(fā)明的二極管元件具有反應(yīng)速度快，正向?qū)▔航抵档?，然后又有?向偏壓漏電流小等特性。


本發(fā)明借由下列附圖及說明，得到一更深入的了解
圖1(a) 圖l(f)，其為美國專利第5,365,102號所揭示的溝渠式的蕭基勢 壘二極管裝置制作方法示意圖。
圖2，其為本發(fā)明為改善公知技術(shù)手段的缺點所發(fā)展出一金屬氧化物半 導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例示意圖。
圖3(a) 圖3(q)，其為本發(fā)明為改善公知技術(shù)手段的缺點所發(fā)展出的金屬 氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)制作流程示意圖。
其中，附圖標(biāo)記說明如下
11基板 12 N-型外延層
13墊氧化層 14平臺
15掩模氮化硅層 16熱氧化層
717光致抗蝕劑層
19陰極金屬電極
2蕭基二極管
22溝渠結(jié)構(gòu)
24側(cè)壁結(jié)構(gòu)
26離子注入?yún)^(qū)域
211高摻雜濃度N型硅基板
212低摻雜濃度N型外延層
251第一金屬層
261第一深度注入?yún)^(qū)域
263第三深度注入?yún)^(qū)域
18陽極金屬層 20溝渠結(jié)構(gòu) 21基板 23柵極結(jié)構(gòu) 25金屬層
2120表面 252第二金屬層 262第二深度注入?yún)^(qū)域 2620表面 202第二掩模層
201第一掩模層 2011、 2012、 2013光致抗蝕劑層 2001、 2002、 2003光致抗蝕劑圖形202第一氧化層 2022聚合物層 2023第二氧化層
具體實施例方式
請參見圖2，其為本發(fā)明為改善公知技術(shù)手段的缺點所發(fā)展出一金屬氧 化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例示意圖。從圖中我們可以清楚的 看出該金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管2結(jié)構(gòu)主要包含有一基板21、溝渠結(jié) 構(gòu)22、 一柵極結(jié)構(gòu)23、 一側(cè)壁結(jié)構(gòu)24、 一金屬層25以及一離子注入?yún)^(qū)域 26,其中該基板21由一高摻雜濃度N型硅基板(N+硅基板)211與一低摻雜 濃度N型外延層(N-外延層)212所構(gòu)成，該溝渠結(jié)構(gòu)22形成于該基板21的 上方，該柵極結(jié)構(gòu)23形成于該溝渠結(jié)構(gòu)22內(nèi)并突出于該低摻雜濃度N型外 延層212的表面2120，該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24突出于該基板21的表面并位于該柵極 結(jié)構(gòu)23之側(cè)，該金屬層25形成于該溝渠結(jié)構(gòu)22的表面、該柵極結(jié)構(gòu)23的 表面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24上，與該離子注入?yún)^(qū)域26，而該金屬層25與該離子注 入?yún)^(qū)域262的表面2620接合處則為歐姆結(jié)，且其是以多個深淺不同的區(qū)域 形成于該基板21中，且該離子注入?yún)^(qū)域26相鄰于該柵極結(jié)構(gòu)23。
承接上述的技術(shù)說明，本發(fā)明所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)
8構(gòu)2所包含的該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24由一氧化物材質(zhì)所完成，該金屬層25包含一第 一金屬層251與一第二金屬層252，其中該第一金屬層251形成于該溝渠結(jié) 構(gòu)22的表面、該柵極結(jié)構(gòu)23的表面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24上，其是以一鈦金屬(Ti) 或氮化鈦(TiN)所完成，而該離子注入?yún)^(qū)域26形成于該低摻雜濃度N型外延 層212中的一種P型傳導(dǎo)類型材質(zhì)，且該離子注入?yún)^(qū)域26由一第一深度注 入?yún)^(qū)域261與一第二深度注入?yún)^(qū)域262所構(gòu)成，以及由該第一深度注入?yún)^(qū)域 261、該第二深度注入?yún)^(qū)域262與一第三深度注入?yún)^(qū)域263所構(gòu)成。
請參見圖3(a) 圖3(t)，其為本發(fā)明為改善公知技術(shù)手段的缺點所發(fā)展出 的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)制作流程示意圖。從圖中我們可以清 楚的看出，首先，提供一基板21(如圖3(a)所示)，該基板21為一高摻雜濃度 N型硅基板211(N+硅基板)與一低摻雜濃度N型外延層212(N-外延層)所構(gòu) 成；如圖3(b)所示，通過一氧化工藝于該基板21上形成一第一掩模層201(氧 化層)；于該第一掩模層201上形成一光致抗蝕劑層2011(如圖3(c)所示)；于 該光致抗蝕劑層2011上定義出一光致抗蝕劑圖形2001(如圖3(d)所示);根據(jù) 該光致抗蝕劑圖形2001對該第一掩模層201進(jìn)行蝕刻并在去除剩余的該光 致抗蝕劑層2011后而于該基板21中形成一溝渠結(jié)構(gòu)22(如圖3(e)所示)；然 后于該溝渠結(jié)構(gòu)22內(nèi)進(jìn)行一第一離子注入工藝，進(jìn)而于該低摻雜濃度N型 外延層212中形成一第一深度注入?yún)^(qū)域261(如圖3(f)所示)；于該第一掩模層 201上形成一光致抗蝕劑層2012(如圖3(g)所示)；于該光致抗蝕劑層2012上 定義出一光致抗蝕劑圖形2002(如圖3(h)所示)；根據(jù)該光致抗蝕劑圖形2002 對該基板21進(jìn)行蝕刻并去除剩余的該光致抗蝕劑層2012后而于該基板21 上形成一側(cè)壁結(jié)構(gòu)24(如圖3(i)所示)；于該溝渠結(jié)構(gòu)22的底部與該側(cè)壁結(jié)構(gòu) 24上形成一第二掩模層202(如圖3(j)所示);于該第二掩模層202上形成一光 致抗蝕劑層2013(如圖3(k)所示)；于該光致抗蝕劑層2013上定義出一光致抗 蝕劑圖形2003(如圖3(1)所示)；根據(jù)該光致抗蝕劑圖形2003對該基板21進(jìn) 行蝕刻后而于該溝渠結(jié)構(gòu)22內(nèi)形成一柵極結(jié)構(gòu)23(如圖3(m)所示)；于該溝 渠結(jié)構(gòu)22內(nèi)進(jìn)行一第二離子注入工藝，進(jìn)而于該低摻雜濃度N型外延層212 中形成相鄰于該第一深度注入?yún)^(qū)域261的一第二深度注入?yún)^(qū)域262(如圖3(n) 所示);移除剩余該光致抗蝕劑層2013后再于該溝渠結(jié)構(gòu)22內(nèi)進(jìn)行一第三離 子注入工藝，進(jìn)而于該該低摻雜濃度N型外延層212中形成相鄰于該第二深
9度注入?yún)^(qū)域262的一第三深度注入?yún)^(qū)域263(如圖3(0)所示)；對該基板21進(jìn) 行一干式蝕刻工藝，進(jìn)而將部分該第二掩模層202去除(如圖3(p)所示)；于 該溝渠結(jié)構(gòu)22的底部、該柵極結(jié)構(gòu)23的表面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24上形成一金 屬層25(如圖3(q)所示)；對該金屬層25進(jìn)行一光刻蝕刻工藝，以去除部分該 金屬層25，進(jìn)而完成如圖2所示的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)2。
承接上述的技術(shù)說明，在圖3(f)、圖3(n)、圖3 (o)所示的步驟中所形成 的該第一深度注入?yún)^(qū)域261 、該第二深度注入?yún)^(qū)域262與該第三注入?yún)^(qū)域263 為一P型傳導(dǎo)類型半導(dǎo)體材質(zhì)，此外，于該溝渠結(jié)構(gòu)22內(nèi)進(jìn)行該第一離子 注入工藝將硼離子注入到該低摻雜濃度N型外延層212，再配合一熱退火工 藝后形成該第一深度注入?yún)^(qū)域261，而該第二離子注入工藝是以一深層離子 注入的方式將硼離子注入，該第三離子注入是以一淺層離子注入的方式將硼 離子注入，最后再配合一快速熱退火工藝后形成該第二深度注入?yún)^(qū)域262與 該第三深度注入?yún)^(qū)域263。在圖3(j)所示的步驟中，該第二掩模層202的形 成方式為于該溝渠結(jié)構(gòu)22的底部、該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24上形成一第一氧化層 2021(即柵極氧化層)；以一化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition,簡稱 CVD)于該第一氧化層2021上形成一聚合物層2022，然后進(jìn)行一聚合物氧化 工藝，進(jìn)而使部分該聚合物層氧化而形成一第二氧化層2023。而在圖3(m) 所示的步驟中，該蝕刻工藝為對該第二氧化層2023進(jìn)行一濕式蝕刻，而對 該聚合物層2022進(jìn)行一干式蝕刻，進(jìn)而完成該柵極結(jié)構(gòu)23的構(gòu)形。在圖3(p) 所示的步驟中，為將該第二掩模層202所包含的部分該第一氧化層2021與 該第二氧化層2023去除，進(jìn)而露出該第一深度注入?yún)^(qū)域261與該第二深度 注入?yún)^(qū)域262。在圖3(q)所示的步驟中，該金屬層25包含有該第一金屬層 251與該第二金屬層252，其中該第一金屬層251形成于該溝渠結(jié)構(gòu)22的底 面、該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24上后進(jìn)行一快速氮化工藝(Rapid Thermal Nitridation，簡 稱RTN)，進(jìn)而使得該第一金屬層251能完全的接著于該溝渠結(jié)構(gòu)22的底面、 該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24上，另外，于該溝渠結(jié)構(gòu)22的底部與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)24上形成 該金屬層25后進(jìn)行一熱融合工藝(Sintering)，進(jìn)而使得該金屬層25能夠更密 合于該溝渠結(jié)構(gòu)22的底部、該柵極結(jié)構(gòu)23的表面?zhèn)缺诮Y(jié)構(gòu)24上。
綜合以上技術(shù)說明，我們可以清楚的了解到，相較于公知的蕭基二極管 結(jié)構(gòu)，利用本發(fā)明所述的制作方法所完成的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管
1結(jié)構(gòu)具有低反向電壓漏電流，低正向?qū)▔航抵?VF)，高反向耐電壓值，與
低反向回復(fù)時間特性，如此一來，本發(fā)明所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二 極管結(jié)構(gòu)有效的解決了先前技術(shù)中所產(chǎn)生的缺點，進(jìn)而完成發(fā)展本發(fā)明的最 主要的目的。
而本發(fā)明得由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可做出各種修改，然而均不脫離如所 附的權(quán)利要求所欲保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管制作方法，該方法至少包含下列步驟提供一基板；于該基板上形成一第一掩模層；對該基板進(jìn)行一第一光刻蝕刻工藝，進(jìn)而去除部分該第一掩模層并于該基板上形成一溝渠結(jié)構(gòu)；于該第一溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一第一離子注入工藝，進(jìn)而于該基板上形成一第一深度注入?yún)^(qū)域；對該基板進(jìn)行一第二光刻蝕刻工藝，進(jìn)而去除部分該第一掩模層以形成一側(cè)壁結(jié)構(gòu)；于該溝渠結(jié)構(gòu)的底部與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成一第二掩模層；對該基板進(jìn)行一第三光刻蝕刻工藝，進(jìn)而于該溝渠結(jié)構(gòu)中形成一柵極結(jié)構(gòu)；于該溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一第二離子注入工藝，進(jìn)而于該基板上形成相鄰于該第一深度注入?yún)^(qū)域的一第二深度注入?yún)^(qū)域；于光致抗蝕劑去除后，于該溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一第三離子注入工藝，進(jìn)而于該基板上形成相鄰于該第二深度注入?yún)^(qū)域的一第三深度注入?yún)^(qū)域；進(jìn)行一蝕刻工藝，進(jìn)而去除部分該第二掩模層；于該溝渠結(jié)構(gòu)的底部、該柵極結(jié)構(gòu)的表面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成一金屬層；以及對該基板進(jìn)行一第四光刻蝕刻工藝，進(jìn)而去除掉部分該金屬層。
2. 如權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管制作方法，其中， 該基板為一高摻雜濃度N型硅基板與一低摻雜濃度N型外延層所構(gòu)成；該 第一掩模層通過一氧化工藝所完成；該第一離子注入工藝為在該基板所包含 的該低摻雜濃度N型外延層中形成P型傳導(dǎo)類型的該第一深度注入?yún)^(qū)域，且 該第一深度注入?yún)^(qū)域是用硼離子注入并配合進(jìn)行一熱退火工藝后形成；且該 第二掩模層包含有一第一氧化層、 一聚合物層與一第二氧化層，該第一氧化 層形成于該溝渠結(jié)構(gòu)的底部與側(cè)壁，并以一化學(xué)氣相沉積法于該第一氧化層 上形成該聚合物層，以及，進(jìn)行一聚合物氧化工藝，進(jìn)而使部分該聚合物層氧化而形成該第二氧化層。
3. 如權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管制作方法，其中 該第一光刻蝕刻工藝于該第一掩模層上形成一第一光致抗蝕劑層，于該第一 光致抗蝕劑層上定義出一第一光致抗蝕劑圖形，根據(jù)該第一光致抗蝕劑圖形 對該第一掩模層進(jìn)行蝕刻而形成該溝渠結(jié)構(gòu)，以及去除該第一光致抗蝕劑 層；該第二光刻蝕刻工藝于該第一掩模層與該溝渠結(jié)構(gòu)上形成一第二光致抗 蝕劑層，于該第二光致抗蝕劑層上定義出一第二光致抗蝕劑圖形，根據(jù)該第 二光致抗蝕劑圖形對該第一掩模層進(jìn)行蝕刻，進(jìn)而去除部分該第一掩模層以 形成該側(cè)壁結(jié)構(gòu)，以及去除該第二光致抗蝕劑層；該第三光刻蝕刻工藝于該 第二氧化層上形成一第三光致抗蝕劑層，于該第三光致抗蝕劑層上定義出一 第三光致抗蝕劑圖形，根據(jù)該第三光致抗蝕劑圖形對該第二氧化層與該聚合 物層進(jìn)行一濕式蝕刻與一干式蝕刻，進(jìn)而于該溝渠結(jié)構(gòu)中形成該柵極結(jié)構(gòu)， 以及去除該第三光致抗蝕劑層；且該第四光刻蝕刻工藝于該金屬層上形成一 第四光致抗蝕劑層，于該第四光致抗蝕劑層上定義出一第四光致抗蝕劑圖 形，根據(jù)該第四光致抗蝕劑圖形對該金屬層進(jìn)行蝕刻，進(jìn)而去除部分該金屬 層，以及去除該第四光致抗蝕劑層。
4. 如權(quán)利要求3所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管制作方法，其中 去除掉部分該第二掩模層的步驟為利用一干式蝕刻工藝將該第二掩模層所 包含的部分該第一氧化層與該第二氧化層去除，進(jìn)而露出該第一深度注入?yún)^(qū) 域與該第二深度注入?yún)^(qū)域。
5. 如權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管制作方法，其中 該第二離子注入是以一深層離子注入的方式將硼離子注入，而該第三離子注 入是以一淺層離子注入的方式將硼離子注入，并配合一快速熱退火工藝后形 成該第二深度注入?yún)^(qū)域與該第三深度注入?yún)^(qū)域。
6. 如權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管制作方法，其中 該金屬層包含一第一金屬層，形成于該溝渠結(jié)構(gòu)的底部、該柵極結(jié)構(gòu)的表面與該側(cè)壁 結(jié)構(gòu)上，其是以一鈦金屬或氮化鈦所完成；以及一第二金屬層，形成于該第一金屬層上，其是以一鋁金屬或其他金屬所 完成。
7. 如權(quán)利要求6所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管制作方法，其中 該第一金屬層形成于該溝渠結(jié)構(gòu)的底部、該柵極結(jié)構(gòu)的表面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)上 后進(jìn)行一快速氮化工藝，進(jìn)而使得該第一金屬層能完全的接著于該溝渠結(jié)構(gòu) 的底面、該柵極結(jié)構(gòu)的表面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)上。
8. 如權(quán)利要求1所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管制作方法，包含 下列步驟對該基板進(jìn)行一熱融合工藝，進(jìn)而使得該金屬層能夠更密合于該溝渠結(jié) 構(gòu)的底面、該柵極結(jié)構(gòu)的表面與側(cè)壁結(jié)構(gòu)上。
9. 一種金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)，其至少包含一基板；一溝渠結(jié)構(gòu)，形成于該基板上方；一柵極結(jié)構(gòu)，形成于該溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)并突出于該溝渠結(jié)構(gòu)的表面； 一側(cè)壁結(jié)構(gòu)，突出于該溝渠結(jié)構(gòu)的表面并位于該柵極結(jié)構(gòu)之側(cè)； 一金屬層，形成于該溝渠結(jié)構(gòu)的表面、該柵極結(jié)構(gòu)的表面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu) 上；以及一離子注入?yún)^(qū)域，是以多個深淺不同的區(qū)域形成于該基板中，且該離子 注入?yún)^(qū)域相鄰于該柵極結(jié)構(gòu)，且該離子注入?yún)^(qū)域與該金屬層形成一歐姆結(jié)。
10. 如權(quán)利要求9所述的金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)，其中 該基板由一高摻雜濃度N型硅基板與一低摻雜濃度N型外延層所構(gòu)成；該 離子注入?yún)^(qū)域形成于該低摻雜濃度N型外延層中的一 P型傳導(dǎo)類型材質(zhì)；該 柵極結(jié)構(gòu)包含一柵極氧化層與一聚合物層；該側(cè)壁結(jié)構(gòu)由一氧化物材質(zhì)所完 成；該金屬層包含一第一金屬層形成于該溝渠結(jié)構(gòu)的底部、該柵極結(jié)構(gòu)的表 面與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)上；以及一第二金屬層，形成于該第一金屬層上；其中，該 離子注入?yún)^(qū)域由一第一深度注入?yún)^(qū)域與一第二深度注入?yún)^(qū)域所構(gòu)成；或者， 該離子注入?yún)^(qū)域由一第一深度注入?yún)^(qū)域、 一第二深度注入?yún)^(qū)域以及一第三深 度注入?yún)^(qū)域所構(gòu)成。
全文摘要
一種金屬氧化物半導(dǎo)體P-N結(jié)二極管結(jié)構(gòu)及其制作方法，該方法包含步驟提供一基板；于基板上形成一第一掩模層；進(jìn)行第一光刻蝕刻工藝，于基板上形成一溝渠結(jié)構(gòu)；于溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行第一離子注入工藝；進(jìn)行一第二光刻蝕刻工藝，形成一側(cè)壁結(jié)構(gòu)；于溝渠結(jié)構(gòu)的底部與該側(cè)壁結(jié)構(gòu)上形成一第二掩模層；進(jìn)行第三光刻蝕刻工藝，于溝渠結(jié)構(gòu)中形成一柵極結(jié)構(gòu)；于溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一第二離子注入工藝；于去除光致抗蝕劑后在該溝渠結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行一第三離子注入工藝；進(jìn)行一蝕刻工藝；于所得結(jié)構(gòu)的表面上形成一金屬層；以及進(jìn)行一第四光刻蝕刻工藝，去除掉部分金屬層。該二極管元件反應(yīng)速度快，正向?qū)▔航抵档?，反向偏壓漏電流小?br> 文檔編號H01L27/095GK101510528SQ20091013256
公開日2009年8月19日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者蘇子川, 趙國梁, 郭鴻鑫 申請人:英屬維京群島商節(jié)能元件股份有限公司