一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)至少包括：第一導(dǎo)電類型的襯底；多個深溝槽結(jié)構(gòu)，包括形成于所述襯底中的多個深溝槽、結(jié)合于各該深溝槽表面的介質(zhì)層、以及填充于各該深溝槽內(nèi)的導(dǎo)電材料；其中，相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間的襯底中形成有淺溝槽；金屬半導(dǎo)體化合物，形成于所述襯底表面及所述淺溝槽表面；正面電極層，覆蓋于所述金屬半導(dǎo)體化合物及深溝槽結(jié)構(gòu)表面。本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明通過工藝改進(jìn)，襯底表面的肖特基勢壘層為淺溝槽結(jié)構(gòu)，比起常規(guī)的平面形結(jié)構(gòu)面積大大增大，從而有效降低正向壓降VF，提高了器件性能。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及制造方法簡單，效果顯著，適用于工業(yè)生產(chǎn)。
【專利說明】一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件及其制造方法，特別是涉及一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，功率器件作為一種新型器件，被廣泛地應(yīng)用于磁盤驅(qū)動、汽車電子等領(lǐng)域。功率器件需要能夠承受較大的電壓、電流以及功率負(fù)載。而現(xiàn)有MOS晶體管等器件無法滿足上述需求，因此，為了滿足應(yīng)用的需要，各種功率器件成為關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0003]現(xiàn)有的肖特基二極管一般是貴金屬(金、銀、鋁、鉬等)為正極，以N型半導(dǎo)體為負(fù)極，利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制成的金屬-半導(dǎo)體器件。因?yàn)镹型半導(dǎo)體中存在著大量的電子，貴金屬中僅有極少量的自由電子，所以電子便從濃度高的N型半導(dǎo)體中向濃度低的貴金屬中擴(kuò)散。顯然，貴金屬中沒有空穴，也就不存在空穴自金屬向N型半導(dǎo)體的擴(kuò)散運(yùn)動。隨著電子不斷從N型半導(dǎo)體擴(kuò)散到貴金屬，N型半導(dǎo)體表面電子濃度逐漸降低，表面電中性被破壞，于是就形成勢壘，其電場方向?yàn)镹型半導(dǎo)體朝向貴金屬。但在該電場作用之下，貴金屬中的電子也會產(chǎn)生從貴金屬向N型半導(dǎo)體的漂移運(yùn)動，從而削弱了由于擴(kuò)散運(yùn)動而形成的電場。當(dāng)建立起一定寬度的空間電荷區(qū)后，電場引起的電子漂移運(yùn)動和濃度不同引起的電子擴(kuò)散運(yùn)動達(dá)到相對的平衡，便形成了肖特基勢壘。
[0004]可見，肖特基二極管是基于金屬和半導(dǎo)體接觸的整流特性進(jìn)行工作的多數(shù)載流子器件，具有正向壓降低、反向恢復(fù)電流小、開關(guān)速度快、噪聲系數(shù)小、功耗低等特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于開關(guān)電源、變頻器、驅(qū)動器等領(lǐng)域。
[0005]常規(guī)的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)如圖1所示，為了有利于說明，圖中各層厚度未按實(shí)際比例繪制，并且背晶的金屬層未畫出。該槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)包括N型襯底101(其表面為平面)、N型重?fù)诫s層102、間隔形成于所述N型襯底中的多個溝槽結(jié)構(gòu)104、形成于所述N型重?fù)诫s層表面的金屬硅化物103以及制作于上述結(jié)構(gòu)表面的正面電極105。由圖可知，常規(guī)的溝槽式肖特基二極管的金屬-半導(dǎo)體接觸是平面型的，即金-半接觸有效面積是總面積扣除溝槽所占面積。
[0006]由于傳統(tǒng)的平面肖特基二極管的反向偏壓較低、反向漏電流偏大，目前主要被溝槽式肖特基二極管所替代。溝槽式肖特基二極管在反偏時相鄰溝槽間耗盡區(qū)會發(fā)生夾斷，從而有效增大反向偏壓VR、減小反向漏電流IR。
[0007]肖特基二極管還有一個非常重要的直流參數(shù)，即正向壓降VF，該參數(shù)希望越小越好，以增大正向電流。調(diào)節(jié)VF的方法一般通過精確調(diào)節(jié)肖特基勢壘性能來實(shí)現(xiàn)，但這種方法比較復(fù)雜和困難。另外，如果能在單位面積增大有效的肖特基接觸面積，同樣也能有效降低VF0

【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中溝槽式肖特基二極管的正向壓降VF難以降低等問題。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)至少包括:
[0010]第一導(dǎo)電類型的襯底；
[0011]多個深溝槽結(jié)構(gòu)，包括形成于所述襯底中的多個深溝槽、結(jié)合于各該深溝槽表面的介質(zhì)層、以及填充于各該深溝槽內(nèi)的導(dǎo)電材料；其中，相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間的襯底中形成有淺溝槽；
[0012]金屬半導(dǎo)體化合物，形成于所述襯底表面及所述淺溝槽表面；
[0013]正面電極層，覆蓋于所述金屬半導(dǎo)體化合物及深溝槽結(jié)構(gòu)表面。
[0014]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，還包括第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s層，形成于所述襯底表層及所述淺溝槽的內(nèi)表層，且其厚度大于所述金屬半導(dǎo)體化合物的厚度。
[0015]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述第一導(dǎo)電類型為N型導(dǎo)電類型或P型導(dǎo)電類型。
[0016]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述淺溝槽的最大寬度為相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的30%?95%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/10?2/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底表面的夾角為30°?90°。
[0017]進(jìn)一步地，所述淺溝槽的最大寬度為相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的70%?90%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/5?1/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底表面的夾角為75°?85°。
[0018]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述淺溝槽側(cè)壁與所述淺溝槽底部的連接角以及所述淺溝槽側(cè)壁與所述襯底表面的連接角均為圓角。
[0019]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述襯底為硅襯底、鍺硅襯底、鍺襯底或II1- V族化合物襯底；所述介質(zhì)層為Si02、Si0N、高K介質(zhì)的一種或組合；所述導(dǎo)電材料為多晶硅、無定形硅、金屬的一種或組合。
[0020]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述金屬半導(dǎo)體化合物中的金屬包括T1、TiN、Al、Au、Ag、Pt、Pb、W、N1、Co的一種或多種。
[0021]本發(fā)明還提供一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，至少包括以下步驟:
[0022]I)提供第一導(dǎo)電類型的襯底，于所述襯底中形成多個間隔排列的深溝槽，于所述深溝槽表面形成介質(zhì)層，并于所述深溝槽內(nèi)沉積導(dǎo)電材料；
[0023]2)制作于相鄰兩個深溝槽之間具有刻蝕窗口的掩膜層，藉由各該刻蝕窗口對所述襯底進(jìn)行各向異性刻蝕，以于所述襯底中刻蝕出淺溝槽，接著去除所述掩膜層；
[0024]3 )于所述襯底表面及所述淺溝槽表面沉積肖特基金屬，并通過熱處理的方法于所述襯底表面及淺溝槽表面形成金屬半導(dǎo)體化合物；
[0025]4)于上述結(jié)構(gòu)表面制作正面電極層。
[0026]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法的一種優(yōu)選方案，步驟2)之后還包括步驟:對所述襯底進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入，以于所述襯底表層及所述淺溝槽表層形成第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s層。
[0027]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述第一導(dǎo)電類型為N型導(dǎo)電類型或P型導(dǎo)電類型。
[0028]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述刻蝕窗口的寬度為相鄰兩個溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的30%?95%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/10?2/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底表面的夾角為30°?90°。
[0029]進(jìn)一步地，所述刻蝕窗口的寬度為相鄰兩個溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的70%?90%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/5?1/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底表面的夾角為 75° ?85°。
[0030]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法的一種優(yōu)選方案，步驟2)去除所述掩膜層之前，還包括步驟:通過熱氧化方法于所述淺溝槽表面形成氧化物薄層，并采用濕法腐蝕去除該氧化物薄層，以將所述淺溝槽側(cè)壁與所述淺溝槽底部的連接角以及所述淺溝槽側(cè)壁與所述襯底表面的連接角制作成圓角。
[0031]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述襯底為硅襯底、鍺硅襯底、鍺襯底或II1- V族化合物襯底；所述介質(zhì)層為Si02、Si0N、高K介質(zhì)的一種或組合；所述導(dǎo)電材料為多晶硅、無定形硅、金屬的一種或組合。
[0032]作為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述金屬半導(dǎo)體化合物中的金屬包括T1、TiN、Al、Au、Ag、Pt、Pb、W、N1、Co的一種或多種。
[0033]如上所述，本發(fā)明提供一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)至少包括:第一導(dǎo)電類型的襯底；多個深溝槽結(jié)構(gòu)，包括形成于所述襯底中的多個深溝槽、結(jié)合于各該深溝槽表面的介質(zhì)層、以及填充于各該深溝槽內(nèi)的導(dǎo)電材料；其中，相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間的襯底中形成有淺溝槽；金屬半導(dǎo)體化合物，形成于所述襯底表面及所述淺溝槽表面；正面電極層，覆蓋于所述金屬半導(dǎo)體化合物及深溝槽結(jié)構(gòu)表面。本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明通過工藝改進(jìn)，襯底表面的肖特基勢壘層為淺溝槽結(jié)構(gòu)，比起常規(guī)的平面形結(jié)構(gòu)面積大大增大，從而有效降低正向壓降VF，提高了器件性能。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及制造方法簡單，效果顯著，適用于工業(yè)生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2顯示為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖3?圖4顯示為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法步驟I)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖5?圖7顯示為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法步驟2)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖8顯示為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法步驟3)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖9顯示為本發(fā)明的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法步驟4)所呈現(xiàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]元件標(biāo)號說明[0041]201襯底
[0042]202深溝槽
[0043]203介質(zhì)層
[0044]204導(dǎo)電材料
[0045]205掩膜層
[0046]206刻蝕窗口
[0047]207淺溝槽
[0048]208圓角
[0049]209金屬半導(dǎo)體化合物
[0050]210重?fù)诫s層
[0051]211正面電極層
【具體實(shí)施方式】
[0052]以下通過特 定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0053]請參閱圖2~圖9。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0054]實(shí)施例1
[0055]如圖2所示，本實(shí)施例提供一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，至少包括:
[0056]第一導(dǎo)電類型的襯底201 ;
[0057]多個深溝槽結(jié)構(gòu)，包括形成于所述襯底201中的多個深溝槽、結(jié)合于各該深溝槽表面的介質(zhì)層203、以及填充于各該深溝槽內(nèi)的導(dǎo)電材料204 ;其中，相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間的襯底201中形成有淺溝槽；
[0058]金屬半導(dǎo)體化合物209，形成于所述襯底201表面及所述淺溝槽表面；
[0059]正面電極層211,覆蓋于所述金屬半導(dǎo)體化合物209及深溝槽結(jié)構(gòu)表面。
[0060]作為示例，所述溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)還包括第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s層210，形成于所述襯底201表層及所述淺溝槽的內(nèi)表層，且其厚度大于所述金屬半導(dǎo)體化合物209的厚度。在本實(shí)施例中，所述重?fù)诫s層210的形狀為與所述襯底201及所述淺溝槽的形狀對應(yīng)。
[0061 ] 所述第一導(dǎo)電類型，可以為N型導(dǎo)電類型或P型導(dǎo)電類型，在本實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電類型為N型導(dǎo)電類型。
[0062]所述襯底201，可以為硅襯底、鍺硅襯底、鍺襯底或II1- V族化合物，如氮化鎵、砷化鎵等，在本實(shí)施例中，所述襯底201為硅襯底，對應(yīng)地，所述金屬半導(dǎo)體化合物209為金屬硅化物。當(dāng)然，其它預(yù)期的可以用于制作肖特基二極管的一切襯底都應(yīng)該可以用于本發(fā)明，并不限定于以上所列舉的幾種。[0063]所述深溝槽結(jié)構(gòu)，其形狀、深度和間隔均可根據(jù)器件的實(shí)際需求進(jìn)行確定。所述介質(zhì)層203為SiO2、SiON、高K介質(zhì)的一種或組合，所述導(dǎo)電材料204為多晶硅、無定形硅、金屬的一種或組合。在本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層203為SiO2層,所述導(dǎo)電材料204為多晶娃。
[0064]所述淺溝槽，其最大寬度為相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的30%?95%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/10?2/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底201表面的夾角為30°?90°。優(yōu)選地，所述淺溝槽的最大寬度為相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的70%?90%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/5?1/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底201表面的夾角為75°?85°。在本實(shí)施例中，所述淺溝槽的最大寬度為相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的80%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/4，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底201表面的夾角為80°。
[0065]作為示例，所述淺溝槽側(cè)壁與所述淺溝槽底部的連接角以及所述淺溝槽側(cè)壁與所述襯底201表面的連接角均為圓角208，這種結(jié)構(gòu)可以有利于后續(xù)肖特基勢壘的均勻性并改善器件性能。
[0066]作為示例，所述正面電極層211覆蓋于所述金屬半導(dǎo)體化合物209及深溝槽結(jié)構(gòu)表面，所述金屬半導(dǎo)體化合物209中的金屬包括T1、TiN、Al、Au、Ag、Pt、Pb、W、N1、Co的一種或多種。
[0067]實(shí)施例2
[0068]如圖3?圖9所示，本實(shí)施例提供一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，至少包括以下步驟:
[0069]如圖3?圖4所示，首先進(jìn)行步驟1)，提供第一導(dǎo)電類型的襯底201，于所述襯底201中形成多個間隔排列的深溝槽，于所述深溝槽表面形成介質(zhì)層203，并于所述深溝槽內(nèi)沉積導(dǎo)電材料204。
[0070]所述襯底201，可以為硅襯底、鍺硅襯底、鍺襯底或II1- V族化合物，如氮化鎵、砷化鎵等，在本實(shí)施例中，所述襯底201為硅襯底，對應(yīng)地，所述金屬半導(dǎo)體化合物209為金屬硅化物。當(dāng)然，其它預(yù)期的可以用于制作肖特基二極管的一切襯底都應(yīng)該可以用于本發(fā)明，并不限定于以上所列舉的幾種。
[0071]所述深溝槽結(jié)構(gòu)，其形狀、深度和間隔均可根據(jù)器件的實(shí)際需求進(jìn)行確定。所述介質(zhì)層203為SiO2、SiON、高K介質(zhì)的一種或組合，所述導(dǎo)電材料204為多晶硅、無定形硅、金屬的一種或組合。在本實(shí)施例中，所述介質(zhì)層203為SiO2層,所述導(dǎo)電材料204為多晶娃。
[0072]如圖5?圖7所示，然后進(jìn)行步驟2)，制作于相鄰兩個深溝槽之間具有刻蝕窗口206的掩膜層205，藉由各該刻蝕窗口 206對所述襯底201進(jìn)行各向異性刻蝕，以于所述襯底201中刻蝕出淺溝槽207，接著去除所述掩膜層205。
[0073]作為示例，所述掩膜層205可以為硬掩膜層，如二氧化硅層或氮化硅層等。
[0074]具體地，藉由刻蝕窗口 206采用各向異性干法刻蝕刻蝕所述襯底201，以于所述襯底201中刻蝕出淺溝槽207，所述刻蝕窗口 206的寬度為相鄰兩個溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的30%?95%，所述淺溝槽207的深度為所述深溝槽深度的1/10?2/3，所述淺溝槽207的側(cè)壁與所述襯底201表面的夾角為30°?90°。優(yōu)選地，所述刻蝕窗口 206的寬度為相鄰兩個溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的70%?90%，所述淺溝槽207的深度為所述深溝槽深度的1/5?1/3，所述淺溝槽207的側(cè)壁與所述襯底201表面的夾角為75°?85°。在本實(shí)施例中，所述刻蝕窗口 206的寬度為相鄰兩個溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的80%，所述淺溝槽207的深度為所述深溝槽深度的1/4，所述淺溝槽207的側(cè)壁與所述襯底201表面的夾角為80°。
[0075]在本實(shí)施例中，去除所述掩膜層205之前，還包括步驟:通過熱氧化方法于所述淺溝槽207表面形成氧化物薄層，并采用濕法腐蝕去除該氧化物薄層，以將所述淺溝槽207側(cè)壁與所述淺溝槽207底部的連接角以及所述淺溝槽207側(cè)壁與所述襯底201表面的連接角制作成圓角208。在本實(shí)施例中，所述氧化物薄膜為二氧化硅層。去所所述氧化物薄膜后，再去除所述掩膜層205。
[0076]如圖8所示，接著進(jìn)行步驟3)，于所述襯底201表面及所述淺溝槽207表面沉積肖特基金屬，并通過熱處理的方法于所述襯底201表面及淺溝槽207表面形成金屬半導(dǎo)體化合物209。
[0077]作為示例，所述金屬半導(dǎo)體化合物209中的金屬包括T1、TiN、Al、Au、Ag、Pt、Pb、W、N1、Co的一種或多種。
[0078]如圖9所示，最后進(jìn)行步驟4)，于上述結(jié)構(gòu)表面制作正面電極層211。
[0079]作為示例，于所述金屬半導(dǎo)體化合物209及深溝槽結(jié)構(gòu)表面沉積金屬材料形成正面電極層211，其材料可以為鋁、鋁銅、鋁硅銅、鈦、鎳、銀等的一種或者組合。
[0080]如上所述，本發(fā)明提供一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法，所述溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)至少包括:第一導(dǎo)電類型的襯底；多個深溝槽結(jié)構(gòu)，包括形成于所述襯底中的多個深溝槽、結(jié)合于各該深溝槽表面的介質(zhì)層、以及填充于各該深溝槽內(nèi)的導(dǎo)電材料；其中，相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間的襯底中形成有淺溝槽；金屬半導(dǎo)體化合物，形成于所述襯底及所述淺溝槽表面；正面電極層，覆蓋于所述金屬半導(dǎo)體化合物及深溝槽結(jié)構(gòu)表面。本發(fā)明具有以下有益效果:本發(fā)明通過工藝改進(jìn)，襯底表面的肖特基勢壘層為淺溝槽結(jié)構(gòu)，比起常規(guī)的平面形結(jié)構(gòu)面積大大增大，從而有效降低正向壓降VF，提高了器件性能。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及制造方法簡單，效果顯著，適用于工業(yè)生產(chǎn)。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0081]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，至少包括: 第一導(dǎo)電類型的襯底； 多個深溝槽結(jié)構(gòu)，包括形成于所述襯底中的多個深溝槽、結(jié)合于各該深溝槽表面的介質(zhì)層、以及填充于各該深溝槽內(nèi)的導(dǎo)電材料；其中，相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間的襯底中形成有淺溝槽； 金屬半導(dǎo)體化合物，形成于所述襯底表面及所述淺溝槽表面； 正面電極層，覆蓋于所述金屬半導(dǎo)體化合物及深溝槽結(jié)構(gòu)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于:還包括第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s層，形成于所述襯底表層及所述淺溝槽的內(nèi)表層，且其厚度大于所述金屬半導(dǎo)體化合物的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第一導(dǎo)電類型為N型導(dǎo)電類型或P型導(dǎo)電類型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述淺溝槽的最大寬度為相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的30%~95%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/10~2/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底表面的夾角為30°~90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述淺溝槽的最大寬度為相鄰兩個深溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的70%~90%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/5~1/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底表面的夾角為75°~85°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述淺溝槽側(cè)壁與所述淺溝槽底部的連接角以及所述淺溝槽側(cè)壁與所述襯底表面的連接角均為圓角。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述襯底為硅襯底、鍺硅襯底、鍺襯底或II1- V族化合物襯底；所述介質(zhì)層為Si02、Si0N、高K介質(zhì)的一種或組合；所述導(dǎo)電材料為多晶硅、無定形硅、金屬的一種或組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬半導(dǎo)體化合物中的金屬包括T1、TiN, Al、Au、Ag、Pt、Pb、W、N1、Co的一種或多種。
9.一種溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:至少包括以下步驟: 1)提供第一導(dǎo)電類型的襯底，于所述襯底中形成多個間隔排列的深溝槽，于所述深溝槽表面形成介質(zhì)層，并于所述深溝槽內(nèi)沉積導(dǎo)電材料； 2)制作于相鄰兩個深溝槽之間具有刻蝕窗口的掩膜層，藉由各該刻蝕窗口對所述襯底進(jìn)行各向異性刻蝕，以于所述襯底中刻蝕出淺溝槽，接著去除所述掩膜層； 3 )于所述襯底表面及所述淺溝槽表面沉積肖特基金屬，并通過熱處理的方法于所述襯底表面及淺溝槽表面形成金屬半導(dǎo)體化合物； 4)于上述結(jié)構(gòu)表面制作正面電極層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:步驟2)之后還包括步驟:對所述襯底進(jìn)行第一導(dǎo)電類型離子注入，以于所述襯底表層及所述淺溝槽表層形成第一導(dǎo)電類型的重?fù)诫s層。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述第一導(dǎo)電類型為N型導(dǎo)電類型或P型導(dǎo)電類型。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述刻蝕窗口的寬度為相鄰兩個溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的30%~95%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/10~2/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底表面的夾角為30°~90°。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述刻蝕窗口的寬度為相鄰兩個溝槽結(jié)構(gòu)之間寬度的70%~90%，所述淺溝槽的深度為所述深溝槽深度的1/5~1/3，所述淺溝槽的側(cè)壁與所述襯底表面的夾角為75°~85°。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:步驟2)去除所述掩膜層之前，還包括步驟:通過熱氧化方法于所述淺溝槽表面形成氧化物薄層，并采用濕法腐蝕去除該氧化物薄層，以將所述淺溝槽側(cè)壁與所述淺溝槽底部的連接角以及所述淺溝槽側(cè)壁與所述襯底表面的連接角制作成圓角。
15.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述襯底為硅襯底、鍺硅襯底、鍺襯底或II1- V族化合物襯底；所述介質(zhì)層為Si02、Si0N、高K介質(zhì)的一種或組合；所述導(dǎo)電材料為多晶娃、無定形娃、金屬的一種或組合。
16.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的溝槽式肖特基二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:所述金屬半導(dǎo)體化合物中的金`屬包括T1、TiN, Al、Au、Ag、Pt、Pb、W、N1、Co的一種或多種。
【文檔編號】H01L21/329GK103606566SQ201310565899
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】黃曉櫓, 蔣建, 陳逸清 申請人:中航（重慶）微電子有限公司