含定向扩散结的肖特基器件及制造方法技术

含定向扩散结的肖特基器件及制造方法。P型岛区将占用15%以上的肖特基势垒区面积，影响JBS肖特基器件的参数性能，现在很多芯片加工厂，不能制作出性能优良的JBS肖特基器件。本发明专利技术方法包括：硅单晶基片（1），所述的硅单晶基片上具有外延层（2），所述的外延层上设置有肖特基势垒区（3），所述的肖特基势垒区与一组台面凸点P型区（4）配合，所述的肖特基势垒区上部装有阳极金属层（8），所述的阳极金属层两侧设置有金属场板（6），所述的阳极金属层两侧与厚氧化层（7）连接，所述的厚氧化层下部装有P+环（5），所述的硅单晶基片下部装有阴极金属层（9）。本发明专利技术用于制造含定向扩散结的肖特基器件。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】
:本专利技术涉及一种。
技术介绍
:一般功率半导体器件的加工厂使用的光刻机，刻开最小尺寸也要在0.4微米以上，因此P型岛的最小尺寸在I微米以上，这种情况下，一般P型岛区将占用15%以上的肖特基势皇区面积，影响JBS肖特基器件的参数性能；正是鉴于此种原因，现在很多芯片加工厂，不能制作出性能优良的JBS肖特基器件。
技术实现思路
:本专利技术的目的是提供一种。上述的目的通过以下的技术方案实现:一种含定向扩散结的肖特基器件，其组成包括:硅单晶基片，所述的硅单晶基片上具有外延层，所述的外延层上设置有肖特基势皇区，所述的肖特基势皇区与一组台面凸点P型区配合，所述的肖特基势皇区上部装有阳极金属层，所述的阳极金属层两侧设置有金属场板，所述的阳极金属层两侧与厚氧化层连接，所述的厚氧化层下部装有P+环，所述的硅单晶基片下部装有阴极金属层。所述的含定向扩散结的肖特基器件，所述的硅单晶基片为重掺杂的N型硅单晶基片，所述的外延层为低掺杂的N-外延层，所述的肖特基势皇区设置有台面凹面，所述的台面凸点P型区和所述的肖特基势皇区共同形成整流结。所述的含定向扩散结的肖特基器件，所述的台面凸点P型区为硼杂质注入后经过高温扩散形成，所述的台面凸点P型区结深比所述的肖特基势皇区的台面凹面深度深，但低于所述的P+环的结深，所述的台面凸点P型区的硼浓度从上向下逐渐降低，且在同水平线方向上，表面浓度低于体内浓度，呈倒置的“小蘑菇”状；所述的肖特基势皇区为所述的外延层刻蚀形成的台面凹面，凹面表面浓度与所述的外延层的掺杂浓度相同。所述的含定向扩散结的肖特基器件的制造方法，在重掺杂的N型硅单晶片上，采用CVD技术外延生长一层低浓度的N-外延层，通过热氧化在外延层上表面形成薄氧化层，经过第一次光刻、腐蚀工步，将P+环安装的区域刻开，进行第一次注入硼杂质，硼杂质可透过薄氧化层厚度注入到N-外延层硅体内，经过高温推结形成终端保护P+环；再进行第二次光刻，将终端区用光刻胶阻挡后，进行第二次硼杂质注入，硼杂质大面积注入到内部源区的外延层硅体内；去除光刻胶后，再进行第三次光刻，将台面凹面区域刻开，经过湿法腐蚀去除氧化层后，再进行硅腐蚀，形成台面凹面和台面凸点，硅腐蚀的台面凹面深度比第二次硼杂质注入的深度要深；高温氧化、推结同时进行，在腐蚀的台面表面生长厚的氧化层，并在终端形成厚的氧化层，台面凸点P型区硼推结的结深要大于台面凹面的深度，形成台面凸点P型区；使用第二次光刻用的光刻版进行第四次光刻，将内部源区刻开，经过湿法腐蚀，将内部源区的台面凹面、台面凸点的表面的氧化层全部腐蚀去除；通过溅射势皇金属，经过势皇金属合金，在台面凸点P型区间形成肖特基势皇结，再在表面进行金属蒸发形成金属层，经过金属层光刻、腐蚀，形成正面阳极金属层及边缘金属场板；将硅单晶基片底部减薄，再进行背面金属蒸镀形成阴极金属层，整个肖特基器件结构形成。有益效果:1.本专利技术在重掺杂的N型硅单晶片上，采用CVD技术外延生长一层低浓度的N-外延层，通过热氧化在外延层上表面形成薄氧化层，经过第一次光刻、腐蚀工步，将P+环安装的区域刻开，进行第一次注入硼杂质，硼杂质可透过薄氧化层厚度注入到N-外延层硅体内，经过高温推结形成终端保护P+环；再进行第二次光刻，将终端区用光刻胶阻挡后，进行第二次硼杂质注入，硼杂质大面积注入到内部源区的外延层硅体内；去除光刻胶后，再进行第三次光刻，将台面凹面区域刻开，经过湿法腐蚀去除氧化层后，再进行硅腐蚀，形成台面凹面和台面凸点，硅腐蚀的台面凹面深度比第二次硼杂质注入的深度要深；高温氧化、推结同时进行，在腐蚀的台面表面生长厚的氧化层，并在终端形成厚的氧化层，台面凸点P型区硼推结的结深要大于台面凹面的深度，形成台面凸点P型区；使用第二次光刻用的光刻版进行第四次光刻，将内部源区刻开，经过湿法腐蚀，将内部源区的台面凹面、台面凸点的表面的氧化层全部腐蚀去除；通过派射势皇金属，经过势皇金属合金，在台面凸点P型区间形成肖特基势皇结，再在表面进行金属蒸发形成金属层，经过金属层光刻、腐蚀，形成正面阳极金属层及边缘金属场板；将硅单晶基片底部减薄，再进行背面金属蒸镀形成阴极金属层，整个肖特基器件结构形成。本专利技术在传统的JBS肖特基制造流程上进行整合优化，增加硅腐蚀工步，形成台面凸点及台面凹面，由于腐蚀存在侧向腐蚀的性质及热氧化消耗硅本体的特点，台面凸点区比光刻机极限能力刻出的尺寸还要小，克服加工厂的光刻机的能力瓶颈；另外在推结前进行的硅腐蚀，使得硼杂质掺杂源只在台面凸点中存在，在推结过程同时进行热氧化，由于热氧化存在吸硼排磷的性质，使得台面凸点P型区体内的硼浓度在同水平线方向上，台面凸点P型区的表面硼浓度低于体内浓度的效果，浓度决定扩散速度，因此推结体现出横向扩散短，而纵向扩散的深，台面凸点P型区呈现倒置的“小蘑菇”型，这正是JBS肖特基器件需要的结构。此结构可降低P型区所占用的肖特基势皇区面积，进而在同等面积下，具有低的正向饱和压降，可提高本专利技术的肖特基器件的参数性能，可提升竞争优势。【附图说明】:附图1是本专利技术的结构示意图。附图2为本专利技术的肖特基器件的台面凸点P型区的掺杂浓度分布图；附图3为采用本专利技术的肖特基器件反向V-1曲线与传统JBS肖特基器件比较图；附图4为采用本专利技术的肖特基器件正向1-V曲线与传统JBS肖特基器件比较图。【具体实施方式】:实施例1:一种含定向扩散结的肖特基器件，其组成包括:硅单晶基片，所述的硅单晶基片上具有外延层，所述的外延层上设置有肖特基势皇区，所述的肖特基势皇区与一组台面凸点P型区配合，所述的肖特基势皇区上部装有阳极金属层，所述的阳极金属层两侧设置有金属场板，所述的阳极金属层两侧与厚氧化层连接，所述的厚氧化层下部装有P+环，所述的硅单晶基片下部装有阴极金属层。实施例2:根据实施例1所述的含定向扩散结的肖特基器件，所述的硅单晶基片为重掺杂的N型硅单晶基片，所述的外延层为低掺杂的N-外延层，所述的肖特基势皇区设置有台面凹面，所述的台面凸点P型区和所述的肖特基势皇区共同形成整流结。实施例3:根据实施例1或2所述的含定向扩散结的肖特基器件，所述的台面凸点P型区为硼杂质注入后经过高温扩散形成，所述的台面凸点P型区结深比所述的肖特基势皇区的台面凹面深度深，但低于所述的P+环的结深，所述的台面凸点P型区的硼浓度从上向下逐渐降低，且在同水平线方向上，表面浓度低于体内浓度，呈倒置的“小蘑菇”状；所述的肖特基势皇区为所述的外延层刻蚀形成的台面凹面，凹面表面浓度与所述的外延层的掺杂浓度相同。实施例4:一种利用实施例1或2或3所述的含定向扩散结的肖特基器件的制造方法，在重掺杂的N型硅单晶片上，采用CVD技术外延生长一层低浓度的N-外延层，通过热氧化在外延层上表面形成薄氧化层，经过第一次光刻、腐蚀工步，将P+环安装的区域刻开，进行第一次注入硼杂质，硼杂质可透过薄氧化层厚度注入到N-外延层硅体内，经过高温推结形成终端保护P+环；再进行第二次光刻，将终端区用光刻胶阻挡后，进行第二次硼杂质注入，硼杂质大面积注入到内部源区的外延层硅体内；去除光刻胶后，再进行第三次光刻，将台面凹面区域刻开，经过湿法腐蚀去除氧化层后，再进行硅腐蚀，形成台面凹面和台面当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含定向扩散结的肖特基器件，其组成包括：硅单晶基片，其特征是：所述的硅单晶基片上具有外延层，所述的外延层上设置有肖特基势垒区，所述的肖特基势垒区与一组台面凸点P型区配合，所述的肖特基势垒区上部装有阳极金属层，所述的阳极金属层两侧设置有金属场板，所述的阳极金属层两侧与厚氧化层连接，所述的厚氧化层下部装有P+环，所述的硅单晶基片下部装有阴极金属层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：洪旭峰，
申请(专利权)人：上海芯石微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31