專利名稱：蕭特基二極管及半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于一種半導(dǎo)體_■極管，特別是有關(guān)于一種具有娃化物的肅特基(Schottky) ニ極管。
背景技術(shù)：
蕭特基ニ極管(或蕭特基勢魚(barrier) ニ極管)為ー種熟習(xí)的半導(dǎo)體裝置，且通常使用于電子應(yīng)用中，例如電源電路或電壓轉(zhuǎn)換器。上述蕭特基ニ極管通常是由金屬-半導(dǎo)體接面所構(gòu)成。舉例來說，將勢壘金屬(例如，鋁)沉積于輕摻雜(lightly doped)的η型或p型半導(dǎo)體的表面上，以形成蕭特基ニ極管。與半導(dǎo)體接觸的勢壘金屬構(gòu)成蕭特基ニ極管的陽極。再者，與輕摻雜的η型或P型半導(dǎo)體電性接觸的重摻雜(heavily doped)的η型或p型半導(dǎo)體構(gòu)成蕭特基ニ極管的陰極。 相較于傳統(tǒng)ρ-η接面ニ極管，蕭特基ニ極管的特征在于具有低順向電壓(S卩，導(dǎo)通電壓)。然而，在傳統(tǒng)的蕭特基ニ極管制造中，制作接觸窗(contact)期間所進行的過蝕刻(overetching)會損害金屬/半導(dǎo)體界面(interface),因而改變其物理性和/或電性特征。如此ー來，典型エ序的變異性(variability)會限制蕭特基ニ極管的可靠度及穩(wěn)定性。再者，由于制作防護環(huán)會増加制造成本及裝置的尺寸，因而不符合現(xiàn)行或未來電子應(yīng)用的需求。因此，有必要尋求ー種新的蕭特基ニ極管結(jié)構(gòu)設(shè)計，其能夠改善上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的為提供改良式的蕭特基ニ極管及半導(dǎo)體裝置，以解決制作接觸窗期間所進行的過蝕刻損害金屬/半導(dǎo)體界面的問題。一種蕭特基ニ極管的范例實施方式，包括半導(dǎo)體基底，具有陽極區(qū)及陰極區(qū)；輕摻雜區(qū)，具有預(yù)定的導(dǎo)電型，且位于半導(dǎo)體基底內(nèi)；金屬接觸窗，位于輕摻雜區(qū)上方，且對應(yīng)于陰極區(qū)以作為陰極；第一金屬硅化物層，位于金屬接觸窗下方且與其電性連接，其中位于金屬接觸窗正下方的第一金屬硅化物層與輕摻雜區(qū)直接接觸；以及重摻雜區(qū)，具有預(yù)定的導(dǎo)電型，位于輕摻雜區(qū)內(nèi)，且對應(yīng)于陽極區(qū)以作為陽極?！N半導(dǎo)體裝置的范例實施方式，包括半導(dǎo)體基底，其內(nèi)具有井區(qū)，且井區(qū)具有預(yù)定的導(dǎo)電型；隔離結(jié)構(gòu)，位于井區(qū)內(nèi)，以在井區(qū)內(nèi)限定出被隔離結(jié)構(gòu)隔開彼此的第一主動區(qū)及第ニ主動區(qū)；金屬接觸窗，位于第一主動區(qū)的上方；第一金屬娃化物層，位于金屬接觸窗下方且與其電性連接，其中位于金屬接觸窗正下方的第一金屬硅化物層與井區(qū)直接接觸；以及重摻雜區(qū)，具有預(yù)定的導(dǎo)電型，且位于第二主動區(qū)的井區(qū)內(nèi)。本發(fā)明所公開的蕭特基ニ極管及半導(dǎo)體裝置，通過第一金屬硅化物層與輕摻雜區(qū)/井區(qū)直接接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的減輕制作接觸窗期間因過蝕刻而造成金屬/半導(dǎo)體界面的損害的目的，増大蕭特基ニ極管和半導(dǎo)體裝置的可靠度及穩(wěn)定性；另外無需再制造防護環(huán)，蕭特基ニ極管及半導(dǎo)體裝置的尺寸及其制造成本皆可降低。
對于已經(jīng)閱讀后續(xù)由各附圖及內(nèi)容所顯示的較佳實施方式的本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明的各目的是明顯的。


圖IA為根據(jù)本發(fā)明ー實施例的半導(dǎo)體裝置的平面示意圖；圖IB為沿圖IA中1B-1B’線的剖面示意圖；圖2A為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的半導(dǎo)體裝置的平面示意圖；圖2B為沿圖2A中2B-2B’線的剖面示意圖。
具體實施例方式以下說明包含了本發(fā)明實施例的制作與目的。然而，可輕易了解以下說明在于闡 明本發(fā)明實施例的制做與使用，并非用于限定本發(fā)明的范圍。在附圖及內(nèi)文中，相同或相似的部件使用相同或相似的標(biāo)號。再者，為了附圖的簡化與便利性，附圖中部件的外形及厚度得以放大。另外，在附圖中未示出的部件為本領(lǐng)域中慣用的部件。如圖IA和圖IB所示，其分別為根據(jù)本發(fā)明一實施例的半導(dǎo)體裝置10的平面示意圖以及沿圖IA中1B-1B’線的剖面示意圖。半導(dǎo)體裝置10可實現(xiàn)為蕭特基ニ極管。半導(dǎo)體裝置10包括半導(dǎo)體基底100。半導(dǎo)體基底100可具有一種導(dǎo)電型，例如η型或P型，且可包括娃或其他第III主族、第IV主族和/或第V主族元素。通過植入エ序(implant process)或其他常用的摻雜エ序，在半導(dǎo)體基底100內(nèi)形成具有與半導(dǎo)體基底100相反導(dǎo)電型的輕摻雜區(qū)102，其中，在本實施中，輕摻雜區(qū)102也稱為輕摻雜井區(qū)102，在本發(fā)明的另ー實施例中，也稱為井區(qū)102。在本實施例中，半導(dǎo)體基底100的導(dǎo)電型為P型，而輕摻雜井區(qū)102的導(dǎo)電型為η型。再者，可通過植入磷或砷于半導(dǎo)體基底100內(nèi)而形成輕摻雜井區(qū)102。在另ー實施例中，可通過在半導(dǎo)體基底100上成長磊晶(epitaxial)半導(dǎo)體層，接著對其進行η型雜質(zhì)植入エ序而形成輕摻雜井區(qū)102。隔離結(jié)構(gòu)103形成于輕摻雜井區(qū)102內(nèi)，以在其中限定出第一主動區(qū)(active area) ODl及第ニ主動區(qū)0D2,其中通過_離結(jié)構(gòu)103,使第一主動區(qū)ODl與第二主動區(qū)0D2隔開。在本實施例中，可使用淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(shallowtrench isolation, STI)作為_離結(jié)構(gòu)103,然而在其他實施例中，也可使用熟知的局部娃氧化結(jié)構(gòu)(local oxidation of silicon,L0C0S)。如圖IA所示,在俯視圖中，隔離結(jié)構(gòu)103形成圍繞第一主動區(qū)ODl及第ニ主動區(qū)0D2(如圖IB所示)的環(huán)形體。在一實施例中，半導(dǎo)體基底100的輕摻雜井區(qū)102內(nèi)的第一主動區(qū)ODl及第ニ主動區(qū)0D2可分別作為蕭特基ニ極管的陰極區(qū)及陽極區(qū)。第一金屬硅化物層106以及非必要的第二金屬硅化物層108設(shè)置于半導(dǎo)體基底100的輕摻雜井區(qū)102上，且分別對應(yīng)于蕭特基ニ極管的陰極區(qū)與陽極區(qū)。在一實施例中，第一金屬硅化物層106及第ニ金屬硅化物層108可包括鎳硅化物。另外，在其他實施例中，第一金屬硅化物層106及第ニ金屬硅化物層108可包括其他適當(dāng)?shù)慕饘俟杌铮玮伖杌?、鈷硅化物、鉭硅化物、鉬硅化物或其組合?？赏ㄟ^常用的自我對準(zhǔn)金屬硅化物エ序(self-aligned silicidation process)而形成第一金屬娃化物層106及第ニ金屬娃化物層108。舉例來說，金屬層(圖未示)選擇性形成于對應(yīng)第一主動區(qū)ODl (即，陰極區(qū))及第二主動區(qū)0D2(即，陽極區(qū))的輕摻雜井區(qū)102上?？蓪饘賹舆M行高溫退火エ序(hightemperature annealing process),使金屬層與下方的半導(dǎo)體基底100發(fā)生反應(yīng),而分別形成與輕摻雜井區(qū)102直接接觸的第一金屬硅化物層106及第ニ金屬硅化物層108。重摻雜區(qū)104，其與輕摻雜井區(qū)102具有相同的導(dǎo)電型，形成于輕摻雜井區(qū)102內(nèi)并對應(yīng)于第二主動區(qū)0D2 (即，陽極區(qū))，而且重摻雜區(qū)104位于第二金屬硅化物層108下方并與第二金屬硅化物層108直接接觸，以作為蕭特基ニ極管的陽極。在本實施例中，重摻雜區(qū)104的導(dǎo)電型為η型。重摻雜區(qū)104可通過進行磷或砷的布值エ序而形成。在半導(dǎo)體基底100上設(shè)置內(nèi)層介電(interlayer dielectric, ILD)層110,其可包括氧化物、氮化物、氮氧化物或其組合或低介電材料(low k material)，諸如氟硅玻璃(f luorinated silicate glass, FSG)、慘雜碳的氧化物(carbon doped oxide)、甲基娃酸鹽類(methyl silsequioxane, MSQ)、含氫娃酸鹽類(hydrogen silsequioxane, HSQ)、或氟四こ基娃酸鹽(fluorine tetra-ethyl-orthosilicate, FTE0S)。內(nèi)層介電層 110 可通過化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition, CVD)、低壓化學(xué)氣相沉積(low pressure CVD,LPCVD)、電漿增強化學(xué)氣相沉積(plasma enhanced CVD，PECVD)、高密度電漿化學(xué)氣相沉積 (high density plasma CVD, HDPCVD)、或其他熟知的沉積技術(shù)形成。金屬接觸窗(metal contacts) 112及金屬接觸窗114設(shè)置于內(nèi)層介電層110內(nèi)，且分別與第一金屬硅化物層106及第ニ金屬硅化物層108直接接觸，用以提供電性連接，其中金屬接觸窗112作為蕭特基ニ極管的陰極。在一實施例中，金屬接觸窗112及金屬接觸窗114可包括金屬鎢，然而在其他實施例中也可使用其他適當(dāng)?shù)慕饘?，諸如鋁、銅或其合金?？赏ㄟ^對內(nèi)層介電層110進行通路洞(via hole)蝕刻エ序,接著在通路洞內(nèi)填入金屬而形成金屬接觸窗112及金屬接觸窗114。在內(nèi)層介電層110上設(shè)置多個金屬層(圖未示)，且分別電性連接至金屬接觸窗112及金屬接觸窗114，以將蕭特基ニ極管電性連接至其他半導(dǎo)體裝置或電路(圖未示)，所述蕭特基ニ極管包括陰極(即，金屬接觸窗112)、第一金屬硅化物層106及第ニ金屬硅化物層108、輕摻雜井區(qū)102以及陽極(即，重摻雜區(qū)104及金屬接觸窗114)。根據(jù)上述實施例，需注意的是位于金屬接觸窗112正下方的第一金屬硅化物層106與輕摻雜井區(qū)102直接接觸，而沒有任何防護環(huán)形成于金屬接觸窗112與輕摻雜井區(qū)102之間。因此，相較于傳統(tǒng)的具有防護環(huán)的蕭特基ニ極管來說，半導(dǎo)體裝置10 (例如，蕭特基ニ極管)的尺寸及其制造成本均可降低。再者，由于位于金屬接觸窗112與輕摻雜井區(qū)102之間的第一金屬硅化物層106可減輕制作接觸窗期間因過蝕刻而造成金屬/半導(dǎo)體界面的損害，因此可增加半導(dǎo)體裝置10的可靠度及穩(wěn)定性。如圖2A及圖2B，其分別為根據(jù)本發(fā)明另ー實施例的半導(dǎo)體裝置的平面示意圖以及沿圖2A中2B-2B’線的剖面示意圖，其中相同于圖IA及圖IB的部件使用相同的標(biāo)號并省略其說明。在本實施例中，半導(dǎo)體裝置20的結(jié)構(gòu)中除了第一金屬硅化物層106與相鄰的隔離結(jié)構(gòu)103隔開而露出一部分的井區(qū)102之外，相似于圖IA及圖IB所示的半導(dǎo)體裝置10。在一實施例中，可在形成金屬硅化物層之前，在半導(dǎo)體基底100上沉積額外的抗氧化保護(resist protective oxide, RP0)層(圖未示)，接著可選擇性去除位于需進行娃化工序之處的抗氧化保護層，使后續(xù)形成的第一金屬硅化物層106與相鄰的隔離結(jié)構(gòu)103隔開。在另ー實施例中，可通過常用的硅化工序來形成第一金屬硅化物層106，隨后進行微影及蝕刻エ序，使第一金屬硅化物層106與相鄰的隔離結(jié)構(gòu)103隔開。在制作淺溝槽隔離(STI)結(jié)構(gòu)(即，隔離結(jié)構(gòu)103)期間所進行的溝槽蝕刻會損害鄰近于STI結(jié)構(gòu)邊緣的半導(dǎo)體基底100，且STI結(jié)構(gòu)的上表面通常與半導(dǎo)體基底100的上表面不在同一水平面上，因而對于鄰近于隔離結(jié)構(gòu)103上方角落的金屬硅化物的穩(wěn)定性有不利的影響。因此，第一金屬硅化物層106與相鄰的隔離結(jié)構(gòu)103隔開可排除上述的問題，因而提升金屬硅化物的穩(wěn)定性。同樣地，半導(dǎo)體裝置20也具備了相同于圖IA和圖IB所示的半導(dǎo)體裝置10的優(yōu)點。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的均等變化和修飾，均應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種蕭特基二極管，其特征在于，包括 半導(dǎo)體基底，具有陽極區(qū)及陰極區(qū)； 輕摻雜區(qū)，具有預(yù)定的導(dǎo)電型，且位于所述半導(dǎo)體基底內(nèi)； 金屬接觸窗，位于所述輕摻雜區(qū)上方，且對應(yīng)于所述陰極區(qū)以作為陰極； 第一金屬硅化物層，位于所述金屬接觸窗下方且與其電性連接，其中位于所述金屬接觸窗正下方的所述第一金屬硅化物層與所述輕摻雜區(qū)直接接觸；以及 重摻雜區(qū)，具有所述預(yù)定的導(dǎo)電型，位于所述輕摻雜區(qū)內(nèi)，且對應(yīng)于所述陽極區(qū)以作為陽極。
2.如權(quán)利要求I所述的蕭特基二極管，其特征在于，還包括隔離結(jié)構(gòu)，位于所述半導(dǎo)體基底內(nèi)，且位于所述陽極區(qū)與所述陰極區(qū)之間。
3.如權(quán)利要求2所述的蕭特基二極管，其特征在于，所述隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的蕭特基二極管，其特征在于，所述第一金屬硅化物層與所述隔離結(jié)構(gòu)隔開，以露出一部分的所述輕摻雜區(qū)。
5.如權(quán)利要求I所述的蕭特基二極管，其特征在于，還包括第二金屬硅化物層，與所述重摻雜區(qū)直接接觸。
6.如權(quán)利要求5所述的蕭特基二極管，其特征在于，所述第一金屬硅化物層與所述第二金屬硅化物層包括鎳硅化物。
7.如權(quán)利要求I所述的蕭特基二極管，其特征在于，所述預(yù)定的導(dǎo)電型為η型。
8.如權(quán)利要求I所述的蕭特基二極管，其特征在于，所述預(yù)定的導(dǎo)電型為P型。
9.如權(quán)利要求I所述的蕭特基二極管，其特征在于，所述金屬接觸窗包括金屬鎢。
10.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括 半導(dǎo)體基底，其內(nèi)具有井區(qū)，且所述井區(qū)具有預(yù)定的導(dǎo)電型； 隔離結(jié)構(gòu)，位于所述井區(qū)內(nèi)，以在所述井區(qū)內(nèi)限定出被所述隔離結(jié)構(gòu)隔開彼此的第一主動區(qū)及第二主動區(qū)； 金屬接觸窗，位于所述第一主動區(qū)的所述井區(qū)上方； 第一金屬硅化物層，位于所述金屬接觸窗下方且與其電性連接，其中位于所述金屬接觸窗正下方的所述第一金屬硅化物層與所述井區(qū)直接接觸；以及 重摻雜區(qū)，具有所述預(yù)定的導(dǎo)電型，且位于所述第二主動區(qū)的所述井區(qū)內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一金屬硅化物層與所述隔離結(jié)構(gòu)隔開，以露出一部分的所述井區(qū)。
12.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，還包括第二金屬硅化物層，其與所述重摻雜區(qū)直接接觸。
13.如權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述第一金屬硅化物層與所述第二金屬硅化物層包括鎳硅化物。
14.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述預(yù)定的導(dǎo)電型為η型。
15.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述預(yù)定的導(dǎo)電型為P型。
16.如權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，所述金屬接觸窗包括金屬鎢。
全文摘要
本發(fā)明公開一種蕭特基二極管和半導(dǎo)體裝置。蕭特基二極管包括具有陽極區(qū)及陰極區(qū)的半導(dǎo)體基底；輕摻雜區(qū)，具有預(yù)定的導(dǎo)電型，且位于半導(dǎo)體基底內(nèi)；金屬接觸窗，位于輕摻雜區(qū)上方，且對應(yīng)于陰極區(qū)以作為陰極；第一金屬硅化物層，位于金屬接觸窗下方且與其電性連接，其中位于金屬接觸窗正下方的第一金屬硅化物層與輕摻雜區(qū)直接接觸；以及重摻雜區(qū)，具有預(yù)定的導(dǎo)電型，位于輕摻雜區(qū)內(nèi)，且對應(yīng)于陽極區(qū)以作為陽極。本發(fā)明所公開的蕭特基二極管及半導(dǎo)體裝置，通過第一金屬硅化物層與輕摻雜區(qū)/井區(qū)直接接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)有效的減輕制作接觸窗期間因過蝕刻而造成金屬/半導(dǎo)體界面的損害的目的，增大蕭特基二極管和半導(dǎo)體裝置的可靠度及穩(wěn)定性。
文檔編號H01L29/06GK102856394SQ20111033683
公開日2013年1月2日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者楊明宗, 李東興 申請人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司