肖特基二極管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的實施方式設(shè)及有源固態(tài)器件，更特別地，設(shè)及由多個半導(dǎo)體或其他固態(tài) 組件（他們在公同襯底中或公同襯底上形成）構(gòu)成的器件，諸如可作為較大雙極CMOS或 DMOS系統(tǒng)的一部分的肖特基二極管（Schottkydiode)。
【背景技術(shù)】
[0002] 本發(fā)明設(shè)及肖特基二極管及其制造方法，更特別地，設(shè)及包括在半導(dǎo)體襯底上形 成的金屬娃化物層的肖特基二極管及其制造方法。
[0003]肖特基二極管利用了金屬-半導(dǎo)體結(jié)，其提供了肖特基勢壘并在金屬層和滲雜半 導(dǎo)體層之間形成。就具有n型半導(dǎo)體層的肖特基二極管而言，金屬層用作陽極，n型半導(dǎo)體 層用作陰極。通常，由于正向偏置方向的電流容易通過而阻塞了反向偏置方向的電流，肖特 基二極管像傳統(tǒng)p-n二極管那樣起作用。
[0004]肖特基二極管可具有較低的正向偏壓和較高的切換速度。然而，當(dāng)足夠的反向偏 壓施加到肖特基二極管上時，擊穿電壓和反向偏置漏電流特性可能惡化。為了解決W上提 及的問題，例如，韓國公開專利公告第10-2014-0074930號公開了一種肖特基二極管，其通 過使用由粗（Ta)形成的肖特基層和由碳化娃（SiC)形成的漂移層，降低了反向偏置漏電流 并提高了反向偏壓額定值。然而，仍然需要進(jìn)一步提高肖特基器件的性能，也要降低運些器 件的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一種提高了正向偏壓和反向偏置漏電流特性的肖特基二極管，及其制 造方法。
[0006] 根據(jù)請求保護(hù)的本發(fā)明一方面，肖特基二極管可包括在襯底的表面部分形成的第 一導(dǎo)電型的漂移區(qū)，設(shè)置在襯底上并具有使漂移區(qū)的一部分暴露出來的開口的絕緣層，W 及設(shè)置在漂移區(qū)由開口暴露出來的部分上的娃化鐵層。
[0007] 根據(jù)一些示例性實施方式，肖特基二極管還可包括設(shè)置在娃化鐵層的邊緣部分下 的第二導(dǎo)電型的保護(hù)環(huán)。
[0008] 根據(jù)一些示例性實施方式，肖特基二極管還可包括設(shè)置在娃化鐵層和絕緣層上的 連接焊盤，設(shè)置在連接焊盤上的第二絕緣層，設(shè)置在第二絕緣層上的金屬布線，W及至少一 個連接該連接焊盤和金屬布線的通孔觸點。
[0009] 根據(jù)一些示例性實施方式，肖特基二極管還可包括設(shè)置在娃化鐵層和連接焊盤之 間的接觸焊盤。
[0010] 根據(jù)一些示例性實施方式，接觸焊盤可沿娃化鐵層的上表面和開口的內(nèi)側(cè)表面延 伸。
[0011] 根據(jù)一些示例性實施方式，肖特基二極管還可包括設(shè)置在開口的內(nèi)側(cè)表面上的鐵 層和設(shè)置在娃化鐵層和鐵層上的氮化鐵層。
[0012] 根據(jù)請求保護(hù)的本發(fā)明另一方面，制造肖特基二極管的方法可包括在襯底的表面 部分形成第一導(dǎo)電型的漂移區(qū)，在襯底上形成絕緣層，該絕緣層具有使漂移區(qū)的一部分暴 露出來的開口，W及在漂移區(qū)由開口暴露出來的部分上形成娃化鐵層。
[0013] 根據(jù)一些示例性實施方式，該方法還可包括在漂移區(qū)的表面部分形成第二導(dǎo)電型 的保護(hù)環(huán)。此時，保護(hù)環(huán)的內(nèi)部可由開口暴露出來。
[0014] 根據(jù)一些示例性實施方式，形成娃化鐵層可包括在絕緣層和漂移區(qū)的表面上形成 鐵層，W及熱處理鐵層從而在漂移區(qū)的部分上形成娃化鐵層。
[0015] 根據(jù)一些示例性實施方式，該方法還可包括在鐵層上形成氮化鐵層。
[0016] 根據(jù)一些示例性實施方式，該方法還可包括在娃化鐵層和絕緣層上形成連接焊 盤，在連接焊盤上形成第二絕緣層，形成至少一個穿透第二絕緣層的通孔觸點，W及在第二 絕緣層上形成金屬布線，該金屬布線與通孔觸點相連接。
[0017] 根據(jù)一些示例性實施方式，該方法還可包括在娃化鐵層上形成接觸焊盤。此時，連 接焊盤可通過接觸焊盤與娃化鐵層電連接。
[0018] 根據(jù)一些示例性實施方式，形成接觸焊盤可包括在絕緣層和娃化鐵層的表面上形 成金屬層，W及在金屬層上執(zhí)行平坦化工藝直至使絕緣層的上表面暴露出來從而在開口中 獲得接觸焊盤。
[0019] 根據(jù)一些示例性實施方式，在形成接觸焊盤時，可同時形成至少一個接觸插塞，其 與襯底上的至少一個MOS晶體管相連接。
【附圖說明】
[0020] 根據(jù)W下說明連同附圖，可更詳細(xì)地了解示例性實施方式，其中：
[0021] 圖1是根據(jù)請求保護(hù)的本發(fā)明一示例性實施方式的肖特基二極管的截面圖；和
[0022] 圖2至11是制造圖1中所示肖特基二極管的方法的截面圖。
【具體實施方式】
[0023] W下，參照附圖更詳細(xì)地描述【具體實施方式】。然而，請求保護(hù)的本發(fā)明可WW不同 的形式體現(xiàn)，不應(yīng)當(dāng)理解為局限于本文提出的實施方式。
[0024] 作為本申請中使用的明確定義，當(dāng)提及層、薄膜、區(qū)域或板在另一個"之上"時，它 可W直接在另一個之上，或者也可W存在一個或多個介于其間的層、薄膜、區(qū)域或板。與此 不同，也應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，當(dāng)提及層、薄膜、區(qū)域或板"直接在另一個之上"時，它直接在另一個之 上，并且不存在一個或多個介于其間的層、薄膜、區(qū)域或板。而且，盡管在請求保護(hù)的本發(fā) 明的各種實施方式中使用了像是第一、第二和第=的術(shù)語來描述不同的組件、組分、區(qū)域和 層，但其并不局限于運些術(shù)語。
[0025] 在W下描述中，技術(shù)術(shù)語僅用于解釋【具體實施方式】，而不是限制請求保護(hù)的本發(fā) 明。除非在本文中另外定義，否則本文中使用的所有術(shù)語，包括技術(shù)或科技術(shù)語，可具有與 本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的相同的含義。
[0026] 參照請求保護(hù)的本發(fā)明理想的實施方式的示意圖來描述請求保護(hù)的本發(fā)明的實 施方式。于是，圖形形狀的變化，例如，制造工藝和/或容許誤差的變化，是充分預(yù)期的。于 是，請求保護(hù)的本發(fā)明的實施方式不會描述成局限于用圖形描述的區(qū)域的具體形狀，包括 形狀的偏差，并且附圖描繪的區(qū)域也是完全示意的，他們的形狀并不代表準(zhǔn)確的形狀，也不 限制請求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。
[0027] 圖1是根據(jù)請求保護(hù)的本發(fā)明一示例性實施方式的肖特基二極管的截面圖。
[0028] 參照圖1，根據(jù)請求保護(hù)的本發(fā)明一示例性實施方式，肖特基二極管100可在諸如 娃晶圓的半導(dǎo)體襯底102上形成，并可用做諸如雙極CMOS和DMOS度CD)器件的集成電路器 件的元件。
[0029] 肖特基二極管100可包括在襯底102的表面部分上形成的第一導(dǎo)電型的漂移區(qū) 104,具有使漂移區(qū)104的一部分暴露出來的開口 108 (見圖4)的第一絕緣層110,W及在漂 移區(qū)104由開口 108暴露出來的部分上形成的娃化鐵層116。
[0030] 例如，漂移區(qū)104可W是n型雜質(zhì)區(qū)。漂移區(qū)104可與BCD器件的MOS晶體管的 n型阱區(qū)同時形成。
[0031] 娃化鐵層116可在開口 108暴露出來的漂移區(qū)104的部分上形成。特別地，娃化 鐵層116可起到肖特基二極管100陽極的作用，而漂移區(qū)104可起到肖特基二極管100陰 極的作用。
[0032] n型漂移區(qū)104和娃化鐵層116可相對降低肖特基二極管100的勢壘。運樣，正向 偏壓額定值可降低，正向偏流可增加。而且，反向偏置漏電流可通過n型漂移區(qū)104和娃化 鐵層116來降低，因此肖特基二極管100可具有較高的反向偏壓額定值。
[0033] 肖特基二極管100可包括在娃化鐵層116的邊緣部分之下形成的第二導(dǎo)電型的保 護(hù)環(huán)106,如圖1所示。保護(hù)環(huán)106可用來防止或降低電場集中在肖特基二極管100的接觸 邊緣部分，運樣可提高肖特基二極管100的擊穿電壓。例如，P型雜質(zhì)區(qū)可用作保護(hù)環(huán)106。
[0034] 鐵層112可設(shè)置在開口 108的內(nèi)側(cè)表面上，氮化鐵層114可設(shè)置在娃化鐵層116 和鐵層112上。而且，接觸焊盤（contactpad) 118可在氮化鐵層114上形成。
[0035] 根據(jù)請求保護(hù)的本發(fā)明一示例性實施方式，接觸焊盤118可沿著開口 108的內(nèi)側(cè) 表面和娃化鐵層116的上表面延伸，并可具有均勻的厚度。例如，接觸焊盤118可由鶴形成， 并且可W與BCD器件的接觸插塞同時形成。
[0036] 肖特基二極管100可包括通過接觸焊盤118與娃化鐵層116電連接的連接焊盤 (landingpad)120。而且，肖特基二極管可包括在連接焊盤120上形成的第二絕緣層122， 在第二絕緣層122上形成的金屬布線128,W及至少一個穿透第二絕緣層122W連接連接焊 盤120和金屬布線128的通孔觸點126。
[0037] 特別地，連接焊盤120可在接觸焊盤118和第一絕緣層110上形成。也就是說，連 接焊盤120可具有比娃化鐵層116的上表面寬的上表面，并且金屬布線128可通過多個通 孔觸點126與連接焊盤120相連接，如圖1所示。運樣，金屬布線128和娃化鐵層116之間 的電阻可降低。結(jié)果，肖特基二極管100的闊值電壓可降低，并且進(jìn)一步地正向偏流可提 局。
[003引如圖1所示，接觸焊盤118沿著開口 108的內(nèi)側(cè)表面和娃化鐵層116的上表面形 成，運樣凹部可在連接焊盤120的中屯、部分形成。在運種情況下，通孔觸點126可圍繞連接 焊盤120的凹部設(shè)置。
[0039] 同時，氮化鐵層114可起到娃化鐵層116和接觸焊盤118之間粘合層的作用。
[0040] 連接焊盤120可與BCD器件的第一布線層同時形成，并且金屬布線128可與BCD 器件的第二布線層同時形成。而且，通孔觸點126可通過通孔觸點工藝形成W使BCD器件 的第一布線層與第二布線層相連接。
[0041] 圖2至11是制造圖1中所示肖特基二極管的方法的截面圖。
[0042] 參照圖2,第一導(dǎo)電型的漂移區(qū)104可在襯底102的表面部分上形成。特別地，漂 移區(qū)104可W是n型雜質(zhì)區(qū)，并且可W與BCD器件的MOS晶體管的n型阱區(qū)（未示出）同 時形成。
[0043] 例如，盡管未在圖中示出，第一光刻膠圖案（未示出）可在襯底102上形成W形成 漂移區(qū)104和n型阱區(qū)，然后可執(zhí)行使用n型滲雜物（諸如神和憐）的離子注入工藝。在 形成漂移區(qū)104和n型阱區(qū)的離子注入工藝過程中，第一光刻膠圖案可用作掩模。