專利名稱：一種高溫肖特基二極管的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體設計及制造技術領域，特別涉及一種在高溫情況下能夠有效降低電路漏電流的肖特基~■極管。
背景技術：
肖特基二極管是近年來問世的低功耗、大電流、超高速半導體器件。其反向恢復時間極短，可以達到納秒級，正向導通壓降僅0.4V左右，而整流電流卻可以達到上千安培，這些優(yōu)點是快恢復二極管所無法比擬的。目前，肖特基二極管主要應用于高速整流領域，傳統(tǒng)肖特基二極管的結構如圖1所示，這種肖特基二極管在高溫下工作時，電路中產(chǎn)生的漏電流相當大，漏電流增加會使肖特基結產(chǎn)生溫升，溫度升高又導致器件產(chǎn)生更大的漏電流，如此正反饋循環(huán)，溫度不斷升高，直至器件燒毀。如何減小肖特基二極管器件在高溫下正常使用時產(chǎn)生的漏電流，延長器件的壽命，是肖特基二極管研制領域的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術中存在的技術問題，特別創(chuàng)新地提出了一種高溫肖
特基~■極管。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供了一種高溫肖特基二極管，其包括:η型半導體襯底；ρ型重摻雜環(huán)狀區(qū)域，所述P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域形成在所述η型半導體襯底內(nèi)；合金層，所述合金層形成在所述P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域之內(nèi)，所述合金層與所述P型重摻雜區(qū)域形成歐姆接觸，所述合金層與所述η`型半導體襯底形成肖特基接觸；絕緣區(qū)域，所述絕緣區(qū)域的數(shù)量至少為一個，所述絕緣區(qū)域形成在所述肖特基接觸區(qū)域之上，所述絕緣區(qū)域將所述肖特基接觸區(qū)域分割成至少兩部分，所述每一部分肖特基接觸區(qū)域上具有接觸孔；勢壘金屬層，所述勢壘金屬層形成在所述肖特基接觸區(qū)域之上；聚酰亞胺保護層，所述聚酰亞胺保護層形成在所述勢壘金屬層之上，所述聚酰亞胺保護層具有貫通至所述勢壘金屬層的通孔；陽極金屬，所述陽極金屬形成在所述聚酰亞胺保護層之上并通過聚酰亞胺保護層的通孔與所述勢壘金屬層接觸。本發(fā)明的肖特基二極管通過絕緣區(qū)域對肖特基接觸區(qū)域進行分割，從而使肖特基接觸區(qū)域與勢壘金屬層的連接處被分割成幾部分，使得通過肖特基二極管的電流以并聯(lián)的方式流過器件，從而緩解因大片金屬趨附效應而產(chǎn)生的局部電流不均勻造成的惡性電流正反饋現(xiàn)象，從而使得其高溫情況下產(chǎn)生的漏電流較之傳統(tǒng)的肖特基二級管更小，使用壽命更長，工作性能更穩(wěn)定可靠。本發(fā)明的絕緣區(qū)域之上覆蓋著整片的勢壘金屬，勢壘金屬之上涂布聚酰亞胺保護層，通過一層獨立光罩實現(xiàn)聚酰亞胺保護層完全覆蓋住下層絕緣區(qū)域并且略有冗余，然后正面做上金屬電極。較之傳統(tǒng)肖特基二極管，本發(fā)明肖特基接觸金屬是以至少兩個部分的肖特基接觸并聯(lián)而成。流過器件的電流通過并聯(lián)的肖特基接觸部分分流而成幾路電流，共同流向器件的另一極。電流的趨附效應在幾路電流中均有體現(xiàn)，這樣每一路電流的趨附效應就不那么明顯，或者說幾乎可以忽略，趨附效應被大大削弱，較之傳統(tǒng)的肖特基二極管，在高溫下工作所產(chǎn)生的漏電流相對來說要小得多，器件的工作性能更穩(wěn)定，壽命更長。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1是現(xiàn)有肖特基二極管的示意剖面圖；圖2是本發(fā)明肖特基二極管的示意剖面圖；圖3是本發(fā)明肖特基二極管示意平面圖。附圖標記:I η型襯底；2 P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域；3絕緣區(qū)域；4勢壘金屬；5聚酰亞胺保護層；6陽極金屬；7肖特基接觸區(qū)；11陰極金屬；12 η型襯底；13 η型外延層；14 P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域；15肖特基接觸區(qū)；16絕緣區(qū)域；17陽極金屬。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語的具體含義。圖2是本發(fā)明肖特基二極管的示意剖面圖，圖3是本發(fā)明肖特基二極管示意平面圖。圖中僅僅是示意的給出了各區(qū)域的尺寸，具體的尺寸可以根據(jù)器件參數(shù)的要求進行設計。從圖2中可見，本發(fā)明的高溫肖特基二極管包括η型半導體襯底1，該η型半導體襯底I為輕摻雜的η型半導體襯底，其可以是制備肖特基二極管的任何半導體材料，具體可以是但不限于硅、鍺、砷化鎵。在η型半導體襯底I上形成有P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域2，該P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域2之內(nèi)形成有合金層，當η型半導體襯底I為硅襯底時，該合金層為硅化物合金層，該硅化物合金層與P型重摻雜區(qū)域2形成歐姆接觸，該硅化物合金層與η型半導體襯底形成肖特基接觸。在肖特基接觸區(qū)域7之上形成有絕緣區(qū)域3，該絕緣區(qū)域3的數(shù)量至少為一個，該絕緣區(qū)域3將肖特基接觸區(qū)域7分割成至少兩部分并被肖特基接觸區(qū)域7包圍，每一部分肖特基接觸區(qū)域7上具有用于與勢壘金屬層4連接的接觸孔。該絕緣區(qū)域3與η型半導體襯底I直接接觸，其材料是任何可以在肖特基二極管中使用的絕緣材料，可以為但不限于二氧化硅。在肖特基接觸區(qū)域7之上形成有勢壘金屬層4，肖特基接觸和歐姆接觸通過同一接觸孔與勢壘金屬層4連接，在本實施方式中，勢壘金屬層4覆蓋肖特基接觸區(qū)域7之上，在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方式中，勢壘金屬層4將肖特基接觸區(qū)域7和絕緣區(qū)域3完全覆蓋。在勢壘金屬層4之上形成有聚酰亞胺保護層5，該聚酰亞胺保護層5具有貫通至勢壘金屬層4的通孔。在本實施方式中，聚酰亞胺保護層5直接層涂布于勢壘金屬層4之上，其完全覆蓋肖特基接觸區(qū)域中的二氧化硅絕緣區(qū)域3，并且聚酰亞胺保護層5的面積大于絕緣區(qū)域3的面積。在聚酰亞胺保護層5之上形成有陽極金屬6，該陽極金屬6通過聚酰亞胺保護層5的通孔與肖特基勢壘金屬層4相連，本發(fā)明采用二氧化硅絕緣區(qū)域3對勢壘金屬層4進行分割，使得流經(jīng)肖特基二極管的電流以至少兩路電流并聯(lián)流經(jīng)器件，從而大大減少了大功率大電流肖特基二極管的電流趨附效應。從圖2中可以直觀地看出，本發(fā)明肖特基接觸被絕緣區(qū)域3分成至少兩個部分，從而把流經(jīng)肖特基二極管的電流至少分成兩路電流以并聯(lián)的方式流經(jīng)大功率大電流器件，有效地避免了大功率大電流肖特基二極管的趨附效應。另外，由圖2中還可以看出，器件結構中P型摻雜環(huán)狀區(qū)域2內(nèi)的至少一個絕緣區(qū)域3配合其上層的聚酰亞胺保護層5可以有效地提高器件的反向耐壓性能，提高器件的可靠性，延長其壽命。從圖3中可見，硅化物合金層的平面形貌分別為多邊形、圓形、線形和弧形組成的圖形、或者不規(guī)則弧線組成的圖形，在本實施方式中，重復的硅化物合金層單元優(yōu)選采用圓形。在本實施方式中，絕緣區(qū)域3將肖特基接觸區(qū)域7分割成六部分，流經(jīng)肖特基二極管的電流被分成六路電流以并聯(lián)的方式流經(jīng)大功率大電流器件，從而大大減少了肖特基二極管的電流趨附效應，使器件的工作性能更穩(wěn)定，壽命更長。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種高溫肖特基二極管，其特征在于，包括: η型半導體襯底； P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域，所述P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域形成在所述η型半導體襯底內(nèi)； 合金層，所述合金層形成在所述P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域之內(nèi)，所述合金層與所述P型重摻雜區(qū)域形成歐姆接觸，所述合金層與所述η型半導體襯底形成肖特基接觸； 絕緣區(qū)域，所述絕緣區(qū)域的數(shù)量至少為一個，所述絕緣區(qū)域形成在所述肖特基接觸區(qū)域之上，所述絕緣區(qū)域將所述肖特基接觸區(qū)域分割成至少兩部分，所述每一部分肖特基接觸區(qū)域上具有接觸孔； 勢壘金屬層，所述勢壘金屬層形成在所述肖特基接觸區(qū)域之上； 聚酰亞胺保護層，所述聚酰亞胺保護層形成在所述勢壘金屬層之上，所述聚酰亞胺保護層具有貫通至所述勢壘金屬層的通孔； 陽極金屬，所述陽極金屬形成在所述聚酰亞胺保護層之上并通過聚酰亞胺保護層的通孔與所述勢壘金屬層接觸。
2.如權利要求1所述的高溫肖特基二極管，其特征在于，所述η型半導體襯底為輕摻雜的η型半導體襯底。
3.如權利要求1所述的高溫肖特基二極管，其特征在于，所述肖特基接觸區(qū)域被所述絕緣區(qū)域分割，所述絕緣區(qū)域與η型半導體襯底直接接觸。
4.如權利要求1所述的高溫肖特基二極管，其特征在于，所述勢壘金屬層覆蓋所述絕緣區(qū)域。
5.如權利要求1所述的高溫肖特基二極管，其特征在于，所述聚酰亞胺保護層直接層涂布于所述勢壘金屬層之上，所述聚酰亞胺保護層完全覆蓋所述絕緣區(qū)域，所述聚酰亞胺的面積大于所述絕緣區(qū)域的面積。
6.如權利要求1所述的高溫肖特基二極管，其特征在于，所述肖特基接觸和歐姆接觸通過同一接觸孔與勢壘金屬連接。
7.如權利要求1所述的高溫肖特基二極管，其特征在于，所述合金層的形狀為多邊形、圓形、線形和弧形組成的圖形、或者不規(guī)則弧線組成的圖形。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種高溫肖特基二極管，其包括n型半導體襯底、P型重摻雜環(huán)狀區(qū)域、合金層、絕緣區(qū)域、勢壘金屬層、聚酰亞胺保護層和陽極金屬。本發(fā)明的肖特基二極管通過絕緣區(qū)域對勢壘金屬區(qū)域和肖特基接觸區(qū)域進行分割，使得通過肖特基二極管的電流以并聯(lián)的方式流過器件，從而緩解因大片金屬趨附效應而產(chǎn)生的局部電流不均勻造成的惡性電流正反饋現(xiàn)象，從而使得其高溫情況下產(chǎn)生的漏電流較之傳統(tǒng)的肖特基二級管更小，使用壽命更長，工作性能更穩(wěn)定可靠。
文檔編號H01L29/872GK103178095SQ201110442178
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權日2011年12月26日
發(fā)明者王艷春, 高云飛, 李旺勤 申請人:比亞迪股份有限公司