一種肖特基mos半導(dǎo)體裝置及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝，將肖特基勢壘結(jié)代替?zhèn)鹘y(tǒng)MOS器件的源區(qū)和體區(qū)，通過柵極偏壓在漂移區(qū)形成高濃度的載流子區(qū)域，形成器件的溝道；同時本發(fā)明將電荷補償結(jié)構(gòu)引入到肖特基MOS結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明還提供一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置的制備方法。
【專利說明】一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明還涉及一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]具有肖特基結(jié)構(gòu)和超結(jié)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，已成為器件發(fā)展的重要趨勢。對于功率半導(dǎo)體器件，不斷降低導(dǎo)通電阻和不斷提高電流密度的要求成為器件發(fā)展的重要趨勢。
[0003]傳統(tǒng)MOS器件具有柵氧，柵氧表面設(shè)置有多晶硅，器件表面半導(dǎo)體材料依次設(shè)置有源區(qū)、體區(qū)和漏區(qū)，器件開通狀態(tài)下的導(dǎo)通電阻主要受到漂移層電阻和溝導(dǎo)電阻的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置及其制備方法。
[0005]一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括:襯底層，為半導(dǎo)體材料；漂移層，為第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料，位于襯底層之上；柵絕緣層，為絕緣材料，位于漂移層表面；柵電極，多晶半導(dǎo)體材料或金屬，位于柵絕緣層上表面；肖特基勢壘結(jié)，位于漂移層表面，與柵絕緣層交替排列；溝道區(qū)，為漂移層中臨靠柵絕緣層和肖特基勢壘結(jié)的第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料。
[0006]一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟:在襯底層上通過外延生產(chǎn)形成第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料漂移層；在表面形成絕緣層，淀積多晶半導(dǎo)體材料，光刻腐蝕去除部分多晶半導(dǎo)體材料，淀積絕緣材料；光刻腐蝕去除部分絕緣材料，淀積勢壘金屬，形成肖特基勢壘結(jié)。
[0007]本發(fā)明的一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置，將肖特基勢壘結(jié)代替?zhèn)鹘y(tǒng)MOS器件的源區(qū)和體區(qū)，通過柵極偏壓在漂移區(qū)形成高濃度的載流子區(qū)域，形成器件的溝道；同時本發(fā)明將電荷補償結(jié)構(gòu)引入到肖特基MOS結(jié)構(gòu)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置剖面示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明第二種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置剖面示意圖；
[0010]圖3為本發(fā)明第三種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置剖面示意圖；
[0011]圖4為本發(fā)明第四種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置剖面示意圖；
[0012]圖5為本發(fā)明第五種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置剖面示意圖。
[0013]其中，1、襯底層；2、漂移層；3、肖特基勢壘結(jié)；4、溝道區(qū)；5、柵氧化層；6、P型單晶半導(dǎo)體材料；7、柵極N型多晶半導(dǎo)體材料；8、一氧化硅；9、三氧化二鋁；10、摻氧多晶硅。
【具體實施方式】
[0014]實施例1[0015]圖1示出了本發(fā)明一種溝槽肖特基MOS半導(dǎo)體裝置剖面示意圖，下面結(jié)合圖1詳細說明通過本發(fā)明的一種溝槽肖特基MOS半導(dǎo)體裝置。
[0016]一種溝槽肖特基MOS半導(dǎo)體裝置包括:襯底層1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子摻雜濃度為lE19cm_3 ;漂移層2，位于襯底層I之上，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，磷原子摻雜濃度為lE16cm_3，厚度為38um;肖特基勢壘結(jié)3，位于漂移層2表面；溝道區(qū)4，臨靠肖特基勢壘結(jié)3 ;柵氧化層5，為硅材料的氧化物，位于漂移層2表面，厚度為0.2um ;柵極N型多晶半導(dǎo)體材料7，位于柵氧化層5表面，為高濃度雜質(zhì)摻雜的多晶半導(dǎo)體材料。
[0017]本實施例的工藝制造流程如下:
[0018]第一步，在襯底層I上通過外延生產(chǎn)形成漂移層2 ；
[0019]第二步，在表面熱氧化形成柵氧化層5，淀積N型多晶半導(dǎo)體材料形成柵極N型多晶半導(dǎo)體材料7，進行光刻腐蝕，去除部分柵極N型多晶半導(dǎo)體材料7和柵氧化層5 ；
[0020]第三步，淀積勢壘金屬燒結(jié)形成肖特基勢壘結(jié)3，如圖1所示。
[0021]在此基礎(chǔ)上淀積電極金屬，光刻腐蝕工藝腐蝕去除部分電極金屬，為器件引出肖特基上表面的源極和柵極N型多晶半導(dǎo)體材料7表面的柵極，然后在此基礎(chǔ)上，通過背面金屬化工藝為器件引出漏極。
[0022]實施例2
[0023]圖2示出了本發(fā)明第二種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置剖面示意圖，下面結(jié)合圖2詳細說明通過本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。
[0024]一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置包括:襯底層1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子摻雜濃度為lE19cm_3 ;漂移層2，位于襯底層I之上，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，磷原子摻雜濃度為lE16cm_3，厚度為38um ；肖特基勢壘結(jié)3，位于漂移層2表面；溝道區(qū)4，臨靠肖特基勢壘結(jié)3 ;柵氧化層5，為硅材料的氧化物，位于漂移層2表面；柵極N型多晶半導(dǎo)體材料7，位于柵氧化層5表面，為高濃度雜質(zhì)摻雜的多晶半導(dǎo)體材料；P型單晶半導(dǎo)體材料6，位于柵氧化層5下部,為P傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體娃材料，硼原子摻雜濃度為lE16cnT3,厚度為33um。
[0025]本實施例的工藝制造流程如下:
[0026]第一步，在襯底層I上通過外延生產(chǎn)形成漂移層2 ；
[0027]第二步，在表面熱氧化形成柵氧化層5，在待形成溝槽區(qū)域表面去除氧化層5 ；
[0028]第三步，進行干法刻蝕，去除半導(dǎo)體材料，形成溝槽；
[0029]第四步，淀積P型單晶半導(dǎo)體材料6，反刻蝕P型單晶半導(dǎo)體材料6 ;
[0030]第五步，進行熱氧化，然后在溝槽內(nèi)淀積形成柵極N型多晶半導(dǎo)體材料7 ;
[0031]第六步，光刻腐蝕，去除部分柵極N型多晶半導(dǎo)體材料7和柵氧化層5 ；
[0032]第七步，淀積勢壘金屬燒結(jié)形成肖特基勢壘結(jié)3，如圖2所示。
[0033]在此基礎(chǔ)上淀積電極金屬，光刻腐蝕工藝腐蝕去除部分電極金屬，為器件引出肖特基上表面的源極和柵極N型多晶半導(dǎo)體材料7表面的柵極，然后在此基礎(chǔ)上，通過背面金屬化工藝為器件引出漏極。
[0034]圖3實例，為在圖2器件制造的基礎(chǔ)上，將一氧化硅8材料設(shè)置在柵氧化層5底部。
[0035]圖4實例，為在圖2器件制造的基礎(chǔ)上，將三氧化二鋁9材料設(shè)置在柵氧化層5底部。
[0036]圖5實例，為在圖2器件制造的基礎(chǔ)上，將摻氧多晶硅10材料設(shè)置在柵氧化層5底部。
[0037]通過上述實例闡述了本發(fā)明，同時也可以采用其它實例實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明不局限于上述具體實例，因此本發(fā)明由所附權(quán)利要求范圍限定。
【權(quán)利要求】
1.一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括: 襯底層，為半導(dǎo)體材料； 漂移層，為第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料，位于襯底層之上； 柵絕緣層，為絕緣材料，位于漂移層表面； 柵電極，多晶半導(dǎo)體材料或金屬，位于柵絕緣層上表面； 肖特基勢壘結(jié)，位于漂移層表面，與柵絕緣層交替排列； 溝道區(qū)，為漂移層中臨靠柵絕緣層和肖特基勢壘結(jié)的第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的柵電極的多晶半導(dǎo)體材料可以為第一傳導(dǎo)類型的多晶半導(dǎo)體材料，并且為高濃度雜質(zhì)摻雜。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的肖特基勢壘結(jié)表面電極可以作為器件的源極。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的柵絕緣層底部可以添加條狀的第二傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料，形成電荷補償結(jié)構(gòu)，當(dāng)器件接反向偏壓時，形成電荷補償，從而實現(xiàn)電場相對均勻分布。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的柵絕緣層底部可以添加條狀的摻氧多晶硅材料，從而可以與漂移層中第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料形成電荷補償結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的柵絕緣層底部可以添加條狀的絕緣材料，同時絕緣材料界面具有較高的界面態(tài)，從而可以與漂移層中第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料形成電荷補償結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的柵絕緣層底部可以添加條狀的化學(xué)配比失配絕緣材料，其化合物元素配比為非飽和狀態(tài)，從而可以與漂移層中第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料形成電荷補償結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的溝槽底部絕緣層厚度可以大于溝槽側(cè)壁的絕緣層厚度。
9.如權(quán)利要求1所述的層結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的襯底層可以為較薄的第二傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料。
10.如權(quán)利要求1所述的一種肖特基MOS半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)在襯底層上通過外延生產(chǎn)形成第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料漂移層； 2)在表面形成絕緣層，淀積多晶半導(dǎo)體材料，光刻腐蝕去除部分多晶半導(dǎo)體材料和絕緣材料； 3)淀積勢壘金屬，形成肖特基勢壘結(jié)。
【文檔編號】H01L21/336GK103681838SQ201210328183
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月6日
【發(fā)明者】朱江 申請人:朱江