本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種整流器及其制造方法。
背景技術(shù):
整流器是一種用于調(diào)整電路輸出電流的電子器件,通過其單向?qū)щ姾头聪蚋魯嗟奶匦?,廣泛應(yīng)用于例如電源、信號處理等各類電路之中。
傳統(tǒng)整流器主要有PN結(jié)二極管和肖特基二極管兩類,但兩類二極管均具有明顯性能劣勢,具體如下:
PN結(jié)二極管:通過二極管內(nèi)P區(qū)和N區(qū)之間所形成空間電荷區(qū)來實現(xiàn)單向?qū)ê头聪蚋魯啵擃惗O管的正向壓降較大,例如硅PN結(jié)二極管的正向壓降達到0.7伏,鍺PN結(jié)二極管的正向壓降也約為0.3伏。只有施加在該類二極管上正向電壓超過其正向壓降時才允許電流通過,增加了該類二極管的使用功耗。
肖特基二極管:通過例如金、銀、鈦等貴金屬和半導(dǎo)體接觸,形成異質(zhì)結(jié)勢壘而實現(xiàn)單向?qū)ê头聪蚋魯?,但該類二極管的反向漏電穩(wěn)定性較差,該反向漏電會隨著二極管溫度的升高而增加,且伴隨著反向漏電的增加也會初始其溫度升高。使得該類型二極管在使用過程中可靠性越來越差。
綜上,傳統(tǒng)整流二極管難以同時具有低正向壓降和低反向漏電的特性。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明實施例的目的是提供一種整流器,該整流器能夠同時具有低正向壓降和低反向漏電的特性。
為解決以上提到的至少一個技術(shù)問題,本發(fā)明實施例提供一種整流器,包括:
襯底,所述襯底包括相對的第一表面和第二表面;
位于所述襯底第一表面上的外延層;
位于所述外延層上的若干第一溝槽;
位于所述第一溝槽內(nèi)的第一溝槽柵和第二溝槽柵;
位于所述外延層表面的離子注入?yún)^(qū),所述離子注入?yún)^(qū)和襯底的導(dǎo)電類型相反;
位于所述外延層上的與所述離子注入?yún)^(qū)、第一溝槽柵和第二溝槽柵均歐姆連接的第一電極;
位于所述襯底第二表面上的第二電極。
由以上本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案可見,本發(fā)明實施例所提供的整流器在第一溝槽內(nèi)設(shè)置并列的第一溝槽柵和第二溝槽柵,利用第一溝槽柵和第二溝槽柵來影響空間電荷區(qū)的電場,提升了通電后導(dǎo)電多晶硅對于空間電荷區(qū)的影響力,降低正向?qū)▔航岛头聪蚵╇娞匦浴?/p>
本發(fā)明實施例的目的是提供了一種整流器,通過該方法制成的整流器能夠同時具有低正向壓降和低反向漏電的特性。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明實施例提供一種整流器的制造方法,包括:
提供襯底,所述襯底包括相對的第一表面和第二表面;
在所述襯底的第一表面上生長一外延層;
在所述外延層上形成若干第一溝槽;
形成第一溝槽柵和第二溝槽柵;
在外延層表面形成離子注入?yún)^(qū),離子注入?yún)^(qū)和襯底的導(dǎo)電類型相反;
正面金屬化,在所述外延層上形成與所述離子注入?yún)^(qū)、第一溝槽柵和第二溝槽柵均歐姆連接的第一電極;
背面金屬化,在所述襯底第二表面上形成第二電極。
由以上本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案可見,本發(fā)明實施例所提供的整流器的制造方法,通過在第一溝槽內(nèi)形成第一溝槽柵和第二溝槽柵,利用第一溝槽 柵和第二溝槽柵來影響空間電荷區(qū)的電場,提升了通電后導(dǎo)電多晶硅對于空間電荷區(qū)的影響力,降低正向?qū)▔航岛头聪蚵╇娞匦浴?/p>
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例中整流器的平面圖;
圖2為本發(fā)明實施例中整流器的剖面示意圖;
圖3為本發(fā)明實施例中整流器通電后的剖面示意圖,此時,第一電極通正電壓,第二電極通負電壓;
圖4為本發(fā)明實施例中整流器和傳統(tǒng)整流器正向通電后的電流曲線圖;
圖5為本發(fā)明實施例中整流器通電后的剖面示意圖,此時,第一電極通負電壓,第二電極通正電壓;
圖6為本發(fā)明實施例中整流器和傳統(tǒng)整流器反向通電后的電流曲線圖;
圖7為本發(fā)明實施例中整流器制造方法的流程圖;
圖8為本發(fā)明實施例中整流器制造方法中步驟S3的具體流程圖;
圖9為本發(fā)明實施例中整流器制造方法中步驟S4的具體流程圖;
圖10至圖17是本發(fā)明實施例中整流器制造方法中各個階段內(nèi)器件的剖面示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明實施例提供一種整流器及其制造方法。
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;? 于本發(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都應(yīng)當屬于本發(fā)明保護的范圍。
其次,在詳述本發(fā)明實施例中,為便于說明,表示整流器結(jié)構(gòu)的剖面圖不會依照一般比例做局部放大,而且所述附圖僅為示例,在此不應(yīng)限定本發(fā)明所保護的范圍。此外,在實際制造過程中,該器件應(yīng)該包括長度、寬度和深度的三維空間尺寸。
另外,本說明書和附圖之中,分配給層或區(qū)域的參考標記N或P表示這些層或區(qū)域分別包括大量的負性電子或正性空穴。進一步地,分配給N或P的參考標記+和—表示摻雜劑的濃度高于或低于某個濃度預(yù)設(shè)值,該值可以根據(jù)需求進行預(yù)先設(shè)定,下文不做贅述。
參圖1所示,本發(fā)明實施例中,整流器100包括形成于半導(dǎo)體基板上的第一區(qū)域110和第二區(qū)域120。第一區(qū)域110為基板上的中心區(qū)域,第二區(qū)域120位于第一區(qū)域110的外圈并環(huán)繞第一區(qū)域110設(shè)置。
第一區(qū)域110作為整流器100的原胞區(qū),用于承載例如整流二極管等元件。第二區(qū)域120作為整流器100的保護區(qū),用于承載例如耐壓環(huán)等元件。
結(jié)合圖2所示,本發(fā)明實施例中,整流器100包括襯底10,襯底10具有相對的第一表面11和第二表面12。襯底10的材質(zhì)可以是硅、碳化硅、砷化鎵、或者鍺硅等半導(dǎo)體材料。本發(fā)明實施例中,襯底10采用的是晶向<100>的N型硅片。
襯底10的第一表面11設(shè)有外延層20,該外延層20位于第一區(qū)域110和第二區(qū)域120上。
外延層20和襯底10通過添加例如砷的N型離子而使得其導(dǎo)電類型均轉(zhuǎn)化為N型。該外延層20的厚度可以為2~50μm,所述外延層的電阻率可以為0.1~20Ω·cm。
當然,外延層20的厚度和電阻率可以根據(jù)功率二極管的耐壓需求進行預(yù)設(shè);例如需制備耐壓為100伏的功率二極管時,可以設(shè)定外延層的厚度為10 μm,電阻率為2Ω·cm,此為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù),在此不做贅述。
外延層20上形成有若干個第一溝槽30,第一溝槽30的數(shù)量根據(jù)器件所需電流設(shè)置。第一溝槽30的截面形狀也可以根據(jù)需求進行設(shè)定,可以設(shè)定為方形或圓形等多種形狀,在此不做贅述。
本發(fā)明實施例中,第一溝槽30包括側(cè)壁面34以及底壁面35,第一溝槽30內(nèi)填充有絕緣氧化層32。第一導(dǎo)電多晶硅31設(shè)置于絕緣氧化層32內(nèi)形成第一溝槽柵,第二導(dǎo)電多晶硅33設(shè)置于絕緣氧化層32內(nèi)且位于第一溝槽30的側(cè)壁面34與第一導(dǎo)電多晶硅31之間形成第二溝槽柵。在本發(fā)明的一個實施例中,第一溝槽柵的寬度大于第二溝槽柵的寬度,第一溝槽柵的深度大于第二溝槽柵的深度。
本發(fā)明實施例中,淀積第二導(dǎo)電多晶硅33的厚度可以設(shè)定為100~1000埃,同時,第一導(dǎo)電多晶硅31的厚度大于第二導(dǎo)電多晶硅33的厚度。
值得注意的是,絕緣氧化層32填充于第一導(dǎo)電多晶硅31和第一溝槽30中側(cè)壁面34和底壁面35之間,且位于底壁面35之間的絕緣氧化層32的厚度比位于側(cè)壁面之間的絕緣氧化層32的厚度更大,使得第一溝槽30的底部能夠承受更高的電場強度,提高整流器100的工作性能。
離子注入?yún)^(qū)40位于第一溝槽30之間的外延層20中。具體的,在第一區(qū)域110內(nèi),離子注入?yún)^(qū)40與第一溝槽30交錯設(shè)置。離子注入?yún)^(qū)40的導(dǎo)電類型和襯底10與外延層20相反,在襯底10為N型硅片時,離子注入?yún)^(qū)40可以通過從外延層20的表面向其內(nèi)部注入P型離子來得到,例如可以通過注入P型雜質(zhì)硼來形成離子注入?yún)^(qū)40。
其中,P型離子的注入能量和注入劑量均可以根據(jù)需求進行預(yù)設(shè)。甚至說,P型離子也并不限于單次注入,還可采用多次注入的方式來實現(xiàn);例如首次注入部分P型離子形成離子注入?yún)^(qū)40后,還可再次注入能量和劑量較小的P型離子,便于后續(xù)工藝能夠形成良好的歐姆連接,在此不做贅述。
本發(fā)明實施例中,第一溝槽30深度大于離子注入?yún)^(qū)40的深度。
第一電極50位于外延層20上,并與離子注入?yún)^(qū)40、第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33歐姆連接。
第二電極60位于襯底10的第二表面12上,與襯底10也歐姆連接。
其中,第一電極50和第二電極60可以通過鈦、鋁、銀等金屬或金屬化合物或其復(fù)合物制備得到,僅需保證所需與其相關(guān)元件連接的穩(wěn)定性即可,在此不做贅述。
整流器100還包括位于第二區(qū)域120內(nèi)、與所述第一電極50歐姆連接的若干耐壓保護環(huán),此時第二區(qū)域120形成一個耐壓保護區(qū)。其中,耐壓保護環(huán)的結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù),在此不做贅述。
下面以襯底10采用N型襯底,離子注入?yún)^(qū)40采用P型離子注入所得為例,結(jié)合第一電極50和第二電極60所接電壓正負性不同來詳述整流器100的工作原理:
1、陽極加正電壓,陰極加負電壓。在第一電極50接正電壓,第二電極60接負電壓。
參圖3所示,第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33也通上正電荷。第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33上正電荷引起電場的作用下,靠近第一溝槽30表面的P型體區(qū)(離子注入?yún)^(qū)40)反型為N型薄層,該N型薄層平行于第一溝槽30內(nèi)的絕緣氧化層32,給電子形成了一個由第一電極至第二電極的電子通道41。電子從第二電極60朝向第一電極50移動,并依次經(jīng)過襯底10、外延層20和電子通道41抵達第一電極50,實現(xiàn)整流器100的正向?qū)ā?/p>
由于電子直接從電子通道41移動,電子通道41內(nèi)電子濃度極大,也可視為一個N型層,第一電極50和第二電極60之間的電子始終通過N型體區(qū)來移動。相對于傳統(tǒng)整流器正向?qū)ㄟ^程中,電子需要經(jīng)過N型體區(qū)和P型體區(qū)的方式,消除了JFET寄生電阻的影響,可以進一步降低了二極管內(nèi)正向壓降。
由于第二導(dǎo)電多晶硅33位于第一導(dǎo)電多晶硅31和第一溝槽30的側(cè)壁面 34之間,第二導(dǎo)電多晶硅33到相對于每個第一溝槽30邊上的同一個離子注入?yún)^(qū)40顯然比第一導(dǎo)電多晶硅31的距離更小。通過第二導(dǎo)電多晶硅33所形成的電子通道41比現(xiàn)有技術(shù)中僅通過第一導(dǎo)電多晶硅31所形成的電子通道,無論厚度還是形成速度都更好,提高了整流器100正向?qū)ㄐ阅堋?/p>
并且由于整流器100內(nèi)布滿低線寬溝槽型MOS結(jié)構(gòu),使得外延層20的單位面積上溝道密度大大增加,降低了整流器100的面積,并降低了器件的制造成本。
結(jié)合圖4所示,以100伏的整流器為例,通過本發(fā)明實施例中整流器和傳統(tǒng)整流器進行正向?qū)y試。在任選一個正向電流值時,均能得到:本發(fā)明實施例中的整流器的正向?qū)▔航当葌鹘y(tǒng)的整流器的導(dǎo)通壓降要小。
2、陽極加負電壓,陰極加正電壓。在第一電極50接負電壓,第二電極60接正電壓。
參圖5所示,離子注入?yún)^(qū)40的P型體區(qū)和作為外延層20的N型體區(qū)所形成二極管具有一個空間電荷區(qū),該空間電荷區(qū)的電場使得載流子無法通過,實現(xiàn)所形成二極管的反向隔斷。
在第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33也通上負電荷時,第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33上負電荷則會也會補償N型外延區(qū)內(nèi)(離子注入?yún)^(qū)40)所產(chǎn)生電場,使得離子注入?yún)^(qū)40的P型體區(qū)和作為外延層20的N型體區(qū)之間的內(nèi)部電場被大大降低。
以整流器100的反向擊穿電壓為100伏為例,若無第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33存在時,加載至第一電極50和第二電極60上反向電壓為100伏時,則會將二極管反向擊穿;若有第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33存在時,即時加載至第一電極50和第二電極60上反向電壓為100伏時,由于第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33降低了前述空間電荷區(qū)的電場,使得二極管并未被反向擊穿。若需要將二極管反向擊穿,則需要提高加載至第一電極50和第二電極60上反向電壓,從而使得整流器100能夠承受較高的耐壓, 提高其反向阻斷性能。同時,在反向阻斷過程中,也具有較小的反向漏電。
并且,由于本發(fā)明實施例所提供的整流器100相對于傳統(tǒng)整流器,具有更高的耐壓。則在承受耐壓相同時,本發(fā)明實施例所提供的整流器100的外延電阻率比傳統(tǒng)整流器的外延電阻率更低,進而有效降低整流器的正向?qū)▔航?,提高其正向?qū)ㄐ省?/p>
結(jié)合圖6所示,以100伏的整流器為例,得到其反向阻斷電壓達到120伏,比傳統(tǒng)的整流器的反向阻斷電壓要大的多,同時其在反向隔斷過程中,漏電也小的多。
本發(fā)明實施例中,所提供的整流器100在原有第一導(dǎo)電多晶硅31的基礎(chǔ)上,增加與離子注入?yún)^(qū)40更接近的第二導(dǎo)電多晶硅33,提升了通電后導(dǎo)電多晶硅對于整流器100內(nèi)二極管所形成空間電荷區(qū)的影響力,為電子提供了電子通道,并降低正向?qū)▔航怠?/p>
圖7至圖9展示了本發(fā)明實施例中整流器制造方法的過程。以下結(jié)合圖10至圖14所描述的發(fā)明實施例中整流器制造方法中各個階段內(nèi)整流器的剖面示意圖纖細描述該制造方法。
S1、提供襯底10,襯底10包括相對的第一表面11和第二表面12。
結(jié)合圖7和10所示,襯底10的材質(zhì)可以是硅、碳化硅、砷化鎵、磷化銦或者鍺硅等半導(dǎo)體材料。本發(fā)明實施例中,襯底10采用的是晶向<100>的N型硅片。
S2、在襯底10的第一表面11上生長一外延層20。
外延層20和襯底10的導(dǎo)電類型同為N型,但外延層20內(nèi)離子濃度相對于襯底10離子濃度略小。該外延層20的厚度可以為2~50μm,外延層的電阻率可以為0.1~20Ω·cm。
當然,外延層20的厚度和電阻率可以根據(jù)功率二極管的耐壓需求進行預(yù)設(shè);例如需制備耐壓為100伏的功率二極管時,可以設(shè)定外延層的厚度為10μm,電阻率為2Ω·cm,此為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù),在此不做 贅述。
S3、在外延層20上形成若干第一溝槽30。
結(jié)合圖8和圖10所示,本發(fā)明實施例中,步驟S3具體包括如下子步驟。
S31、在外延層20上生長第一氧化層(圖10未示出)。
第一氧化層可以是二氧化硅等組成,第一氧化層的厚度為800~6000埃,可以通過熱氧化工藝生成。當然,第一氧化層的厚度可以根據(jù)制造工藝的要求進行預(yù)設(shè),且生成氧化層的方式為業(yè)內(nèi)常規(guī)手段,在此不做贅述。
S32、在第一氧化層上形成一層帶預(yù)設(shè)圖形的第一光刻膠(圖10未示出)。
本發(fā)明實施例中,通過光刻板來形成帶預(yù)設(shè)圖形的第一光刻膠。預(yù)設(shè)圖形可以理解為溝槽、窗口或通孔,例如需要形成的溝槽的界面是圓形時,則可以通過光刻板形成帶圓形窗口的第一光刻膠。本實施例中,第一光刻膠的預(yù)設(shè)圖形為用來在外延層20上制作第一溝槽30的預(yù)設(shè)圖形。
S33、以第一光刻膠為掩蔽層,刻蝕第一氧化層和外延層20,形成若干第一溝槽30。
通過干法刻蝕等多種手段,對沒有被第一光刻膠保護的區(qū)域,依次進行第一氧化層和外延層20刻蝕。可以通過控制刻蝕工藝的參數(shù),得到預(yù)設(shè)深度的第一溝槽30。
通過上述步驟S3,在外延層20上形成了若干第一溝槽30,第一溝槽30可以設(shè)定為垂直于外延層20的表面向其內(nèi)部延伸。
執(zhí)行完步驟S3后,還需去除第一光刻膠和第一氧化層,以備執(zhí)行后續(xù)步驟。去除光刻膠和第一氧化層的工藝為業(yè)內(nèi)常規(guī)手段,在此不做贅述。
S4、形成第一溝槽柵和第二溝槽柵。
結(jié)合圖9、圖11至圖15所示,本發(fā)明實施例中,步驟S4具體包括如下步驟:
S41、在第一溝槽30內(nèi)生長第二氧化層321。
結(jié)合圖11所示,本發(fā)明實施例中,第二氧化層321覆蓋第一溝槽上側(cè)壁 面41和底壁面42以及外延層20的表面上。第二氧化層321可以是二氧化硅等組成,第二氧化層的厚度為900~5000埃,可以通過熱氧化工藝生成。當然,第二氧化層321的厚度可以根據(jù)制造工藝的要求進行預(yù)設(shè),且生成氧化層的方式為業(yè)內(nèi)常規(guī)手段,在此不做贅述。
S42、在第二氧化層321上生長第一導(dǎo)電多晶硅31,形成第一溝槽柵。
本發(fā)明實施例中,可以通過沉積方式,在第二氧化層321上形成第一導(dǎo)電多晶硅31,以使得第一導(dǎo)電多晶硅31填充滿第一溝槽30,并形成第一溝槽柵。
淀積第一導(dǎo)電多晶硅31的厚度可以是1000~10000埃,也可以根據(jù)整流器性能需求進行調(diào)整,在此不做贅述。
值得注意的是,位于第一導(dǎo)電多晶硅31下方的第二氧化層321的厚度比位于第一導(dǎo)電多晶硅31側(cè)方的第二氧化層321的厚度更大,使得第一溝槽30的底部能夠承受更高的電場強度,提高整流器100的工作性能。
S43、在第一導(dǎo)電多晶硅31上生長第三氧化層322。
如前述步驟S3中揭示,本發(fā)明實施例中,第三氧化層322可以是二氧化硅等組成,氧化層的厚度為100~1000埃,可以通過熱氧化工藝生成。當然,第三氧化層322的厚度可以根據(jù)制造工藝的要求進行預(yù)設(shè),且生成氧化層的方式為業(yè)內(nèi)常規(guī)手段,在此不做贅述。
S44、在第三氧化層322上形成一層帶預(yù)設(shè)圖形的第二光刻膠(圖12中未示出)。
結(jié)合圖12所示,本發(fā)明實施例中,利用有源區(qū)光刻板,通過該光刻掩膜在第三氧化層上形成一層帶有預(yù)設(shè)圖形的第二光刻膠。
S45、以第二光刻膠為掩蔽層,去除未被第二光刻膠保護的第三氧化層322、第一導(dǎo)電多晶硅31和第二氧化層321,并去除第二光刻膠。
如前述步驟S3中揭示,由于第二光刻膠上有預(yù)設(shè)圖形的溝槽,可以通過干法刻蝕等多種手段對在預(yù)設(shè)圖形的溝槽內(nèi)的第三氧化層322、第一導(dǎo)電多晶硅31和第二氧化層321進行腐蝕。
本發(fā)明實施例,結(jié)合圖1和圖12知,通過步驟S45依次刻蝕掉位于第一區(qū)域110內(nèi)襯底10表面的第三氧化層322、第一導(dǎo)電多晶硅31和第二氧化層321。
S46、對位于第一溝槽30內(nèi)的第二氧化層321進行回刻,得到位于第一導(dǎo)電多晶硅31和第一溝槽的側(cè)壁面34之間的第二溝槽36。
結(jié)合圖13所示,本發(fā)明實施例中,可以通過干法或濕法對位于第一溝槽30之中的第二氧化層321進行刻蝕,得到位于第一導(dǎo)電多晶硅31和側(cè)壁面34之間的第二溝槽36。該過程中,通過調(diào)整刻蝕的工藝,可以得到深度和寬度均符合需求的第二溝槽36。
S47、在第二溝槽36內(nèi)生長第四氧化層323。
結(jié)合圖14所示,第四氧化層323覆蓋于第二溝槽36和外延層20的表面上。第四氧化層323的厚度可以在10~1000埃,可以通過熱氧化工藝生成。當然,第四氧化層323的厚度可以根據(jù)制造工藝的要求進行預(yù)設(shè),且生成氧化層的方式為業(yè)內(nèi)常規(guī)手段,在此不做贅述。
S48、在第四氧化層323上淀積第二導(dǎo)電多晶硅33,形成第二溝槽柵。
本發(fā)明實施例中,可以通過淀積方式,在第四氧化層323上生成第二導(dǎo)電多晶硅33,以使得第二導(dǎo)電多晶硅33和第四氧化層323共同填充滿第二溝槽36,并形成第二溝槽柵。在本發(fā)明實施例中,第二溝槽柵的深度和寬度均小于第一溝槽柵。
淀積第二導(dǎo)電多晶硅33的厚度可以是100~1000埃,也可以根據(jù)整流器性能需求進行調(diào)整。在此不做贅述。
結(jié)合圖15所示,執(zhí)行完步驟S4后,還需去除外延層20表面的第四氧化層323以及第二導(dǎo)電多晶硅33,以備后續(xù)步驟的執(zhí)行。去除外延層20表面的第四氧化層323以及第二導(dǎo)電多晶硅33的工藝為業(yè)內(nèi)常規(guī)手段,在此不做贅述。
S5、在外延層20表面形成離子注入?yún)^(qū)40,離子注入?yún)^(qū)40和襯底10的導(dǎo) 電類型相反。
結(jié)合圖16所示,離子注入?yún)^(qū)40的導(dǎo)電類型和襯底10與外延層20相反,在襯底10為N型硅片時,離子注入?yún)^(qū)40可以通過從外延層20的表面向其內(nèi)部注入P型離子來得到,例如可以通過注入P型雜質(zhì)硼來形成離子注入?yún)^(qū)40。
其中,P型離子的注入能量和注入劑量均可以根據(jù)需求進行預(yù)設(shè)。甚至說,P型離子也并不限于單次注入,還可采用多次注入的方式來實現(xiàn);例如首次注入部分P型離子形成離子注入?yún)^(qū)40后,還可再次注入能量和劑量較小的P型離子,便于后續(xù)工藝能夠形成良好的歐姆連接,在此不做贅述。
S6、正面金屬化,在外延層20表面形成與離子注入?yún)^(qū)40、第一溝槽柵和第二溝槽柵均歐姆連接的第一電極50。
在本發(fā)明實施例中,第一電極50與第一導(dǎo)電多晶硅31和第二導(dǎo)電多晶硅33歐姆連接。
S7、背面金屬化,在襯底第二表面12上形成第二電極60。
結(jié)合圖17所示,第一電極50和第二電極60可以通過鈦、鋁、銀等金屬或金屬化合物或其復(fù)合物制備得到,僅需保證所需與其相關(guān)元件連接的穩(wěn)定性即可,在此不做贅述。
本發(fā)明實例中,可以通過對器件表面進行絕緣氧化層刻蝕和金屬濺射,再通過光刻板刻蝕金屬,進行第三次光刻形成金屬引線作為第一電極50,保證第一電極50能夠與離子注入?yún)^(qū)40、第一溝槽柵和第二溝槽柵均歐姆連接。
第二電極60的制備則可以通過對襯底第二表面進行減薄,再濺射金屬形成金屬引線來得到。
本發(fā)明實施例中,整流器的制備方法還包括制造防護區(qū)的步驟,具體如下:在外延層上形成環(huán)繞離子注入?yún)^(qū)的保護區(qū),保護區(qū)包括與第一電極歐姆連接的若干耐壓保護環(huán)。
其中,耐壓保護環(huán)的制造工藝為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟知的技術(shù),在此不做贅述在此不做贅述。
本發(fā)明實施例所提供的整流器制造方法,僅利用3個光刻板,無高溫推阱過程即可完成制備,有效簡化工藝流程,降低制造成本。
以上所述僅為本發(fā)明的實施例而已,并不用于限制本發(fā)明。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。