具有減小的通向電壓的肖特基二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)涉及半導(dǎo)體器件以及其制造方法。尤其是描述耐沖擊電流的肖特基二極管和其制造方法，例如由SiC的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]肖特基二極管除了其相比于pin二極管而言快速性之外具有在導(dǎo)通方向上小的電壓降。也稱(chēng)為通向電壓的在導(dǎo)通方向上的電壓降通過(guò)肖特基金屬的材料和通過(guò)在肖特基接觸(Schottkykontakt)處半導(dǎo)體的摻雜來(lái)確定。除了娃之外，對(duì)于肖特基二極管也可以使用其他半導(dǎo)體材料。特別對(duì)于較高的截止電壓經(jīng)常使用碳化硅(SiC)肖特基二極管。
[0003]但是由于半導(dǎo)體摻雜、半導(dǎo)體材料或肖特基金屬的變化而引起的通向電壓的改變也對(duì)截止電流有影響。
[0004]本公開(kāi)涉及在對(duì)肖特基二極管的截止電壓無(wú)或僅有小的影響情況下通向電壓的減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的半導(dǎo)體器件。其他特征在從屬權(quán)利要求中來(lái)定義。
[0006]在一種示例中，半導(dǎo)體器件包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體本體和在半導(dǎo)體本體處的金屬層，其中金屬層與半導(dǎo)體本體一起沿著接觸面構(gòu)成肖特基接觸。在接觸面處第一導(dǎo)電類(lèi)型的摻雜濃度沿著接觸面的方向變化。
[0007]在另一示例中，半導(dǎo)體器件包括第一導(dǎo)電類(lèi)型的半導(dǎo)體本體和在半導(dǎo)體本體處的金屬層，其中金屬層與半導(dǎo)體本體一起沿著接觸面構(gòu)成肖特基接觸。第二導(dǎo)電類(lèi)型的至少一個(gè)區(qū)域和具有提高的摻雜濃度的區(qū)域布置在接觸面處，在其處第一導(dǎo)電類(lèi)型的摻雜濃度高于半導(dǎo)體本體的摻雜濃度。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1根據(jù)示意性橫截面圖示出具有在接觸面處橫向變化的摻雜的本描述的肖特基二極管的第一示例；
圖2根據(jù)示意性橫截面圖示出具有在接觸面處橫向變化的摻雜的該圖的肖特基二極管的第二示例；
圖3根據(jù)示意橫截面圖示出具有MPS島的本公開(kāi)第三示例；
圖4根據(jù)示意橫截面圖示出具有MPS島的本公開(kāi)第四示例；
圖5根據(jù)示意橫截面圖示出本公開(kāi)的肖特基二極管的第五示例；和圖6根據(jù)示意橫截面圖示出具有掩埋的P區(qū)帶(Gebieten)的肖特基二極管的第六示例。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面參照附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施例。但是本發(fā)明不局限于具體描述的實(shí)施方式，而是可以以適當(dāng)?shù)姆绞奖恍薷暮透膭?dòng)。處于本發(fā)明范圍中的是，將一種實(shí)施方式的各個(gè)特征和特征組合與另一實(shí)施方式的特征和特征組合適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合，以便得到另外的本發(fā)明實(shí)施方式。
[0010]在下面根據(jù)圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明的實(shí)施例之前，要指出的是，圖中相同的元件配備有相同的或類(lèi)似的附圖標(biāo)記并且略去對(duì)這些元件的重復(fù)描述。圖僅示出器件的一部分并且器件可以包括其他元件。此外，圖不必是按比例的。相反地，重點(diǎn)在于對(duì)基本原理的闡述上。
[0011]圖1示出通過(guò)肖特基二極管110的分段的橫截面的實(shí)施例。僅僅示出肖特基二極管110的片斷，該片斷如所示那樣或以改變的形式可以多次重復(fù)并且未示出的邊緣區(qū)域可以毗連所述片斷。
[0012]肖特基二極管包括半導(dǎo)體本體20，所述半導(dǎo)體本體在所示示例中包括襯底22和摻雜的外延層24并且它們一起構(gòu)成肖特基二極管的漂移區(qū)。半導(dǎo)體本體20可以由硅或其他半導(dǎo)體材料制成。也可以使用具有較大能帶間隙的半導(dǎo)體材料。特別是對(duì)于較高的電壓可以使用碳化硅(SiC)。肖特基二極管包括電極30，該電極30布置在外延層24處并且接觸面34利用具有半導(dǎo)體本體20的肖特基接觸構(gòu)成。電極30可以由金屬或由每種其他材料制成，其與外延層24 —起構(gòu)成肖特基接觸。電極30構(gòu)成肖特基二極管110的陽(yáng)極并且與陽(yáng)極端子38連接。
[0013]外延層24可以包括摻雜的半導(dǎo)體材料，例如η摻雜的硅，尤其是η摻雜的SiC。
[0014]在圖1的示例中，在肖特基接觸的接觸面134處局部提高η摻雜的漂移區(qū)的摻雜濃度。具有相對(duì)于漂移區(qū)24提高的摻雜濃度的這些較高摻雜的區(qū)域142與低摻雜的區(qū)域交替或者可以完全中斷，使得接觸面134包括具有與漂移區(qū)段的摻雜相對(duì)應(yīng)的摻雜的至少一個(gè)區(qū)域。在這些示例中總是得到η摻雜的橫向變化。提高的η摻雜因此不是整面地相同的而是沿著接觸面、也即在橫向方向上不同。
[0015]漂移區(qū)段的摻雜可以具有恒定的摻雜。但是也可能的是，漂移區(qū)段的摻雜在豎直方向上變化。在該情況下，漂移區(qū)的摻雜變化可以繼續(xù)直至接觸面134的區(qū)域中。
[0016]通過(guò)橫向改變?chǔ)菗诫s可以局部限制肖特基勢(shì)皇地提高在較高摻雜的區(qū)域142中的η摻雜的局部提高。由此可以改變、尤其是減小二極管的通向電壓，而不改變由漂移區(qū)的半導(dǎo)體材料和陽(yáng)極金屬組成的金屬組成并且不同時(shí)顯著提高截止電流。
[0017]η摻雜的橫向變化在圖1中分等級(jí)地示出為離散變化。這些等級(jí)可以或多或少是離散的并且也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的或逐漸的橫向變化或在摻雜濃度的兩個(gè)或更多等級(jí)中的分等級(jí)的變化。同樣具有恒定η摻雜的區(qū)域和具有變化的摻雜的結(jié)區(qū)域的組合或在接觸面134處連續(xù)改變的摻雜濃度也是可設(shè)想的。例如，較高摻雜的區(qū)域142可以借助于結(jié)構(gòu)化地平坦地注入到半導(dǎo)體中、在所示示例中注入到外延層24中來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0018]如果使用SiC作為半導(dǎo)體材料，平坦注入導(dǎo)致例如少于10nm的較高摻雜的區(qū)域142的厚度或豎直伸展。利用對(duì)于氮為50keV的注入能量，可以實(shí)現(xiàn)具有大約1nm或之下的厚度的在SiC中較高摻雜的區(qū)域142。如果使用硅作為半導(dǎo)體材料，則在直至I μπι的范圍中的較高摻雜的區(qū)域的豎直厚度可以是有利的。
[0019]圖2示出在圖1中所示的肖特基二極管的變型方案。圖2的肖特基二極管210對(duì)應(yīng)于圖1的肖特基二極管110，具有以下區(qū)別:在整個(gè)接觸面234上在電極30和半導(dǎo)體本體20之間布置連貫的較高摻雜的層242。較高摻雜的層242的摻雜在此沿著接觸面234的至少一個(gè)方向變化并且包含具有高摻雜的區(qū)帶243和具有較低摻雜的區(qū)帶244，所述區(qū)帶可以彼此交替。較高摻雜的層242同樣可以借助于平坦的結(jié)構(gòu)化的注入來(lái)產(chǎn)生。
[0020]圖3示出本公開(kāi)的肖特基二極管310的另一示例。圖3的肖特基二極管310對(duì)應(yīng)于圖1的示例，其中這里在接觸面334處在外延層24中附加地布置大量P摻雜的區(qū)帶52。這些P摻雜的區(qū)帶52也稱(chēng)為MPS島并且在肖特基二極管的截止運(yùn)行中用于屏蔽肖特基接觸免遭強(qiáng)電場(chǎng)。概念MPS也稱(chēng)為合并PiN肖特基(Merged PiN Schottky)，在這些構(gòu)件情況下，肖特基結(jié)由平行布置的pn結(jié)包圍，所述pn結(jié)通過(guò)MPS島實(shí)現(xiàn)。與p摻雜的區(qū)帶52鄰接地在接觸面334處布置較高摻雜的區(qū)域342。較高摻雜的區(qū)域342可以完全地或部分地包圍P摻雜的區(qū)帶52。較高摻雜的區(qū)域342具有間隙344，在所述間隙處摻雜濃度不提高并且對(duì)應(yīng)于漂移區(qū)段或外延層24。由此得出摻雜濃度在橫向方向上的變化。較高摻雜的區(qū)域3