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一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置及其制造方法與流程

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一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置及其制造方法與流程
本發(fā)明涉及到一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置,本發(fā)明還涉及一種局電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置的制造方法。本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置是制造功率整流器件的基本結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù):
功率半導(dǎo)體器件被大量使用在電源管理和電源應(yīng)用上,特別涉及到肖特基結(jié)的半導(dǎo)體器件已成為器件發(fā)展的重要趨勢(shì),肖特基器件具有正向開(kāi)啟電壓低開(kāi)啟關(guān)斷速度快等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)肖特基器件也具有反向漏電流大,不能被應(yīng)用于高壓環(huán)境等缺點(diǎn)。肖特基二極管可以通過(guò)多種不同的布局技術(shù)制造,最常用的為平面布局,傳統(tǒng)的平面肖特基二極管在漂移區(qū)具有突變的電場(chǎng)分布曲線(xiàn),影響了器件的反向擊穿特性,同時(shí)傳統(tǒng)的平面肖特基二極管具有較高的導(dǎo)通電阻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題提出,提供一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置及其制造方法。一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置,其特征在于:包括:襯底層,為第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料構(gòu)成;第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層,位于襯底層之上,為第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料;多個(gè)溝槽,位于漂移層第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料中,溝槽內(nèi)下部填充第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料,溝槽內(nèi)上部側(cè)壁設(shè)置有絕緣材料;肖特基勢(shì)壘結(jié),位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料表面。一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置的制造方法,其特征在于:包括如下步驟:在第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料構(gòu)成襯底層表面形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層,然后表面形成一種絕緣介質(zhì);進(jìn)行光刻腐蝕工藝去除表面部分絕緣介質(zhì),然后刻蝕去除部分裸露半導(dǎo)體材料形成溝槽;在溝槽內(nèi)形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料,進(jìn)行反刻蝕;在半導(dǎo)體材料表面形成一種絕緣介質(zhì),干法刻蝕絕緣介質(zhì);淀積勢(shì)壘金屬,進(jìn)行燒結(jié)形成肖特基勢(shì)壘結(jié)。當(dāng)半導(dǎo)體裝置接一定的反向偏壓時(shí),第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料與第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料可以形成電荷補(bǔ)償,提高器件的反向擊穿電壓。因?yàn)殡姾裳a(bǔ)償結(jié)構(gòu)的存在,從而可以提高漂移區(qū)的雜質(zhì)摻雜濃度,也可以降低器件的正向?qū)娮?,改善器件的正向?qū)ㄌ匦?。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置剖面示意圖;圖2為本發(fā)明的第二種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置剖面示意圖。其中,1、襯底層;2、二氧化硅;3、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料;4、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料;5、肖特基勢(shì)壘結(jié);6、第二類(lèi)型肖特基勢(shì)壘結(jié);7、歐姆接觸區(qū);8、電荷補(bǔ)償結(jié)構(gòu);10、上表面金屬層;11、下表面金屬層。具體實(shí)施方式實(shí)施例1圖1為本發(fā)明的一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置剖面圖,下面結(jié)合圖1詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置,包括:襯底層1,為N導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體硅材料,磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3,在襯底層1下表面,通過(guò)下表面金屬層11引出電極;第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3,位于襯底層1之上,為N傳導(dǎo)類(lèi)型的半導(dǎo)體硅材料,磷原子的摻雜濃度為1E16/CM3;第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4,位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3中,為P傳導(dǎo)類(lèi)型的半導(dǎo)體硅材料,硼原子的摻雜濃度為1E16/CM3,其表面具有較高的離子摻雜濃度;肖特基勢(shì)壘結(jié)5,位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3的表面,為半導(dǎo)體硅材料與勢(shì)壘金屬形成的硅化物;歐姆接觸區(qū)7,位于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4的表面;二氧化硅2,位于溝槽內(nèi)側(cè)壁上部;器件上表面附有上表面金屬層10,為器件引出另一電極。其制作工藝包括如下步驟:第一步,在襯底層1表面外延形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層,然后外延形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層,注入硼離子退火氧化,形成二氧化硅2;第二步,進(jìn)行光刻腐蝕工藝,半導(dǎo)體材料表面去除部分二氧化硅2,然后刻蝕去除部分裸露半導(dǎo)體硅材料形成溝槽;第三步,在溝槽內(nèi)形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3,進(jìn)行第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3反刻蝕;第四步,進(jìn)行熱氧化工藝,形成二氧化硅2,干法刻蝕去除二氧化硅2;第五步,在半導(dǎo)體材料表面淀積勢(shì)壘金屬,進(jìn)行燒結(jié)形成肖特基勢(shì)壘結(jié)5,然后在表面淀積金屬形成上表面金屬層10;第六步,進(jìn)行背面金屬化工藝,在背面形成下表面金屬層11,如圖1所示。實(shí)施例2圖2為本發(fā)明的一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置剖面圖,下面結(jié)合圖2詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。一種具有電荷補(bǔ)償肖特基半導(dǎo)體裝置,包括:襯底層1,為N導(dǎo)電類(lèi)型半導(dǎo)體硅材料,磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3,在襯底層1下表面,通過(guò)下表面金屬層11引出電極;第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3,位于襯底層1之上,為N傳導(dǎo)類(lèi)型的半導(dǎo)體硅材料,磷原子的摻雜濃度為1E16/CM3;第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4,位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3中,為P傳導(dǎo)類(lèi)型的半導(dǎo)體硅材料,硼原子的摻雜濃度為1E16/CM3;肖特基勢(shì)壘結(jié)5,位于第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3的表面,為半導(dǎo)體硅材料與勢(shì)壘金屬形成的硅化物;第二類(lèi)型肖特基勢(shì)壘結(jié)6,位于第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4的表面;二氧化硅2,位于溝槽內(nèi)側(cè)壁上部;器件上表面附有上表面金屬層10,為器件引出另一電極。其制作工藝包括如下步驟:第一步,在襯底層1表面外延形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層,然后外延形成第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層,進(jìn)行熱氧化工藝,在表面形成二氧化硅2;第二步,進(jìn)行光刻腐蝕工藝,半導(dǎo)體材料表面去除部分二氧化硅2,然后刻蝕去除部分裸露半導(dǎo)體硅材料形成溝槽;第三步,在溝槽內(nèi)形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3,進(jìn)行第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3反刻蝕;第四步,進(jìn)行熱氧化工藝,形成二氧化硅2,干法刻蝕去除二氧化硅2;第五步,在半導(dǎo)體材料表面淀積勢(shì)壘金屬,進(jìn)行燒結(jié)形成肖特基勢(shì)壘結(jié)5和第二類(lèi)型肖特基勢(shì)壘結(jié)6,然后在表面淀積金屬形成上表面金屬層10;第六步,進(jìn)行背面金屬化工藝,在背面形成下表面金屬層11,如圖2所示。通過(guò)上述實(shí)例闡述了本發(fā)明,同時(shí)也可以采用其它實(shí)例實(shí)現(xiàn)本發(fā)明,本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)例,因此本發(fā)明由所附權(quán)利要求范圍限定。
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