專利名稱：一種肖特基二極管的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到一種肖特基二極管的制造方法。
背景技術：
肖特基二極管，是一種金屬和半導體接觸形成的器件，具有較低的正向壓降和極高的開關速度，但是反向漏電流較大和反向電壓不高的不利特性影響器件一定范圍內的應用。圖2示出傳統肖特基二極管的剖面示意圖，下面結合圖2詳細說明肖特基二極管的傳統制造方法，包括在襯底層1上通過外延生產方式形成外延層，進行氧化工藝，在外延層表面形成氧化層；經光刻腐蝕后，通過向特定位置外延層3半導體材料中注入硼離子再進行高溫退火，在漂移層3中形成P傳導類型硅半導體材料保護環(huán)6，與此同時也引入了終端氧化層4和保護環(huán)上氧化層5 ；然后在此基礎上，在器件表面上通過金屬蒸發(fā)工藝淀積一層勢壘金屬NiPt，通過低溫合金在漂移層3表面形成肖特基勢壘層7，同時保護環(huán)6上的P傳導類型硅半導體材料上的與金屬NiPt低溫合金形成歐姆接觸區(qū)8。最后通后金屬蒸發(fā)工藝，在器件上表面淀積金屬TiNiAg，形成陽極金屬層9 ；在器件下表面淀積金屬TiNiAg，形成陰極金屬層10，從而引出器件的陰極和陽極；肖特基二極管，正向壓降與反向阻斷壓降需要進行折中的選取，因為降低正向壓降的同時必然引起反向阻斷壓降的降低，提高反向阻斷壓降的同時也必然引起正向壓降的增加。也就是說，在接通狀態(tài)性能與關閉狀態(tài)性能上，不能做到全面兼顧。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種具有低正向壓降且工藝簡單的肖特基二極管的制造方法。1、一種肖特基二極管，襯底層為N傳導類型硅半導體材料，襯底層之上為N傳導類型硅外延層，外延層之上為肖特基勢壘層，肖特基勢壘層邊緣有P型材料的保護環(huán)，其制造方法特征在于包括如下步驟1)在襯底層上通過外延生產形成外延層；2)進行初始氧化，在硅材料表面形成鈍化層；3)進行高溫擴散工藝，通過此工藝襯底層的雜質通過高溫擴散進入外延層中，從而在襯底層和外延層界面形成雜質濃度連續(xù)降低的緩沖層；4) 一次光刻腐蝕后，注入P型雜質退火，形成肖特基勢壘層邊緣的保護環(huán)；5) 二次光刻腐蝕，淀積勢壘金屬，低溫燒結，形成肖特基勢壘層；6)進行正面金屬化工藝，上表面形成金屬層，形成器件的陽極；7)三次光刻腐蝕，反刻正面金屬層；8)背面金屬化工藝，下表面形成金屬層，形成器件的陰極。2、如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的外延層的雜質摻雜，通過外延生產方式在外延層中形成均勻摻雜。3、如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的高溫擴散工藝的溫度高于初始氧化的工藝溫度。4、如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的注入的P型雜質為硼。5、如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的淀積勢壘金屬為含有兩種勢壘金屬的合金。6、如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的正面金屬層為多層金屬構成。7、如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的背面金屬層為多層金屬構成。應用本發(fā)明的肖特基二極管制造方法制造肖特基二極管，在反向壓降幾乎不變的情況下，具有低正向壓降。


圖1為本發(fā)明的肖特基二極管制造方法形成的肖特基二極管剖面示意圖；圖2為傳統肖特基二極管的剖面示意圖。1、襯底層；2、緩沖層；3、外延層；4、終端氧化層；5、保護環(huán)上氧化層；6、保護環(huán)；7、肖特基勢壘層；8、歐姆接觸區(qū)；9、陽極金屬層；10、陰極金屬層；
具體實施例方式圖1示出了本發(fā)明的肖特基二極管制造方法形成的肖特基二極管剖面示意圖，下面結合圖1詳細說明本發(fā)明。—種肖特基二極管包括襯底層1，為N傳導類型半導體材料，在襯底層下表面通過陰極金屬層IOTiMAg引出陰極；緩沖層2，位于襯底層1之上，為N傳導類型的半導體材料；外延層3，位于緩沖層2之上，為N傳導類型的半導體材料，此層半導體材料的雜質濃度隨著遠離襯底層而逐漸降低；保護環(huán)6，位于肖特基勢壘層7邊緣，保護環(huán)6為P傳導類型硅半導體材料，保護環(huán)位于漂移層3中，保護環(huán)6寬度為10 60um ；外延層3頂部N型半導體材料與金屬NiPt低溫燒結形成肖特基勢壘層7，肖特基勢壘層7，位于外延層3之上， 用于形成肖特基勢壘結特性；保護環(huán)6與金屬NiPt低溫燒結形成歐姆接觸區(qū)8 ；在肖特基勢壘層7和歐姆接觸區(qū)8上覆蓋一層導電金屬TiNiAg為陽極金屬層9，引出器件的陽極；
4保護環(huán)上氧化層5，位于保護環(huán)6的表面，是半導體氧化物鈍化層；終端氧化層4，位于半導體器件邊緣的表面，是半導體氧化物或氮化物等半導體鈍化層。在襯底層1上通過外延生產方式形成外延層，襯底層1磷雜質濃度設定為3 X IO19 原子/CM3，外延層中磷雜質濃度設定為5 X IO15原子/CM3，進行氧化工藝，在外延層表面形成氧化層；再進行1100度擴散工藝，通過此工藝襯底層的雜質通過高溫擴散進入外延層中， 從而在襯底層和外延層界面形成雜質濃度連續(xù)降低的緩沖層2，緩沖層2中磷雜質濃度隨著遠離襯底層1的方向從3X1019原子/CM3逐漸變低到5X1015原子/CM3，經光刻腐蝕后， 通過向特定位置漂移層3半導體材料中注入硼離子再進行1000度高溫退火，在外延層3中形成P傳導類型硅半導體材料保護環(huán)6，與此同時也引入了終端氧化層4和保護環(huán)上氧化層 5 ；然后在此基礎上，在器件表面上通過金屬蒸發(fā)工藝淀積一層勢壘金屬NiPt，通過低溫燒結在外延層3表面形成肖特基勢壘層7，同時保護環(huán)6上的P傳導類型硅半導體材料上的與金屬NiPt低溫燒結形成歐姆接觸區(qū)8。最后通后金屬蒸發(fā)工藝，在器件上表面淀積金屬TiNiAg，形成陽極金屬層9 ；在器件下表面淀積金屬TiNiAg，形成陰極金屬層10，從而引出器件的陰極和陽極；如上所述，當器件加正向偏壓時，緩沖層2和外延層3下部分具有高的雜質濃度， 降低了的器件的導通電阻從而減少器件的正向壓降；當器件加反偏電壓時，在不考慮器件邊緣影響情況下，只要形成緩沖層2所選取擴散工藝合理，不會引起器件的反向特性的明顯改變，傳統肖特基二極管加反向偏壓，形成外延層中的電場強度，隨著遠離肖特基勢壘層 7而逐漸降低在本發(fā)明肖特基二極管的緩沖層2和外延層3承擔反向阻斷電壓時，與傳統肖特基二極管相此會減緩或改變電場強度的下降，同時不改變整個器件耗盡層中電場強度最大地方仍然為肖特基勢壘層7附近的情況，因此形成緩沖層2所選取擴散工藝合理，不會引起器件的反向阻斷電壓的降低和反偏時漏電流的增加。通過上述實施例闡述了本發(fā)明，同時也可以采用其它實施例實現本發(fā)明。本發(fā)明不局限于上述具體實施例，因此本發(fā)明由所附權利要求范圍限定。
權利要求
1.一種肖特基二極管，襯底層為N傳導類型硅半導體材料，襯底層之上為摻雜的N傳導類型硅外延層，外延層之上為肖特基勢壘層，肖特基勢壘層邊緣有P型材料保護環(huán)，其制造方法特征在于包括如下步驟1)在襯底層上通過外延生產形成外延層；2)進行初始氧化，在硅材料表面形成鈍化層；3)進行高溫擴散工藝；4)一次光刻腐蝕后，注入P型雜質退火；5)二次光刻腐蝕，淀積勢壘金屬，低溫燒結；6)進行正面金屬化工藝，上表面形成金屬層；7)三次光刻腐蝕，反刻正面金屬層；8)背面金屬化工藝，下表面形成金屬層。
2.如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的外延層的雜質摻雜，通過外延生產方式在外延層中形成均勻摻雜。
3.如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的高溫擴散工藝的溫度高于初始氧化的工藝溫度。
4.如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的注入的P型雜質為硼。
5.如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的淀積的勢壘金屬為含有兩種勢壘金屬的合金。
6.如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的正面金屬層為多層金屬構成。
7.如權利要求1所述的肖特基二極管的制造方法，其特征在于所述的背面金屬層為多層金屬構成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種肖特基二極管的制造方法，通過高溫擴散工藝，襯底層的雜質高溫擴散進入外延層中，從而在襯底層和外延層界面形成雜質濃度連續(xù)降低的緩沖層。本發(fā)明肖特基二極管的制造方法制造的半導體器件，具有低的正向壓降，對器件的電參數特性進行進一步優(yōu)化。
文檔編號H01L21/329GK102456570SQ20101051744
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月22日 優(yōu)先權日2010年10月22日
發(fā)明者楊忠武 申請人:上海芯石微電子有限公司