一种高频肖特基二极管及其制备方法技术

本申请适用于半导体器件制造技术领域，提供了一种高频肖特基二极管及其制备方法，该制备方法包括：在重掺杂半导体层上制备轻掺杂半导体层；在轻掺杂半导体层上制备导电层，导电层的宽度小于轻掺杂半导体层的宽度；在轻掺杂半导体层和导电层上表面制备预设形状的钝化层，钝化层未覆盖导电层的中部区域；对导电层进行湿法腐蚀，形成保护环，露出部分轻掺杂半导体层；在轻掺杂半导体层的露出部分制备第一电极，第一电极、钝化层、保护环和轻掺杂半导体层之间形成空气腔；在重掺杂半导体层下表面形成第二电极。本申请的方法能够较容易实现寄生电容小，击穿电压高的肖特基二极管，提高工作频率和耐受功率，有效提升二极管器件的成品率和一致性。和一致性。和一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种高频肖特基二极管及其制备方法


[0001]本申请属于半导体器件制造
，尤其涉及一种高频肖特基二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]肖特基二极管，属一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短，正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。
[0003]随着倍频器、混频器等电路工作频率的提高，肖特基二极管的阳极直径需要减小到1微米以下，以减小结电容提升截止频率，如图1所示。但是传统的肖特基二极管面临“边缘效应”的影响，导致击穿。

技术实现思路

[0004]为克服相关技术中存在的问题，本申请实施例提供了一种高频肖特基二极管及其制备方法，能够较容易实现肖特基二极管寄生电容小，击穿电压高，提高工作频率和耐受功率，有效提升二极管器件的成品率和一致性。
[0005]本申请是通过如下技术方案实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种高频肖特基二极管的制备方法，包括：
[0007]在重掺杂半导体层上制备轻掺杂半导体层；所述轻掺杂半导体层的第一预设掺杂浓度低于所述重掺杂半导体层的第二预设掺杂浓度；
[0008]在所述轻掺杂半导体层上制备导电层，所述导电层的宽度小于所述轻掺杂半导体层的宽度；
[0009]在所述轻掺杂半导体层上表面和所述导电层上表面制备预设形状的钝化层，所述钝化层未覆盖所述导电层的中部区域；
[0010]对所述导电层进行湿法腐蚀，形成保护环，露出部分所述轻掺杂半导体层；
[0011]在所述轻掺杂半导体层的露出部分制备第一电极，所述第一电极、所述钝化层、所述保护环和所述轻掺杂半导体层之间形成空气腔；
[0012]在所述重掺杂半导体层下表面形成第二电极。
[0013]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述在所述轻掺杂半导体层上表面和所述导电层上表面制备预设形状的钝化层，包括：
[0014]在所述轻掺杂半导体层上表面和所述导电层上表面制备钝化层，所述钝化层包覆所述导电层；
[0015]在所述钝化层上表面的外侧制备预设图案的介质掩膜层，所述介质掩膜层未覆盖所述钝化层的中部区域
[0016]对所述钝化层进行刻蚀，形成所述预设形状的钝化层。
[0017]在第一方面的一种可能的实现方式中，制备完所述第一电极后，去除所述介质掩膜层。
[0018]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述对所述导电层进行湿法腐蚀，形成保护环，包括：
[0019]通过预设温度、预设浓度的腐蚀液，对所述导电层进行湿法腐蚀，去除所述导电层的目标区域的部分，形成所述保护环；其中，在所述导电层的厚度方向的投影上，所述钝化层的开口区域位于所述目标区域中，所述开口区域与所述导电层的中部区域对应。
[0020]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述保护环的宽度小于所述预设形状的钝化层的宽度；
[0021]所述保护环的内侧与所述第一电极的第一横向距离小于所述预设形状的钝化层的内侧与所述第一电极的第二横向距离。
[0022]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述导电层的材料为金属或多晶硅。
[0023]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述导电层厚度范围为1纳米～1微米。
[0024]在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一电极的直径范围为10纳米
‑
10微米。
[0025]在第一方面的一种可能的实现方式中，具有所述第一预设掺杂浓度的所述轻掺杂半导体用于形成阳极肖特基接触；
[0026]具有所述第二预设掺杂浓度的所述重掺杂半导体用于形成阴极欧姆接触。
[0027]第二方面，本申请实施例提供了一种高频肖特基二极管，包括：
[0028]重掺杂半导体层；
[0029]轻掺杂半导体层，形成于所述重掺杂半导体层上表面，所述轻掺杂半导体层的第一预设掺杂浓度低于所述重掺杂半导体层的第二预设浓度；
[0030]保护环，形成于所述轻掺杂半导体层上表面，且所述保护环的外侧边缘与所述轻掺杂半导体层的外侧边缘之间具有预设距离；
[0031]钝化层，形成于所述轻掺杂半导体层靠近边缘的部分上和所述保护环上，且所述钝化层的内侧边缘超过所述保护环的内侧边缘；
[0032]第一电极，形成于所述轻掺杂半导体层的露出部分之上，所述第一电极位于所述保护环中且不与所述保护环接触，所述第一电极、所述钝化层、所述保护环和所述轻掺杂半导体层围成空气腔；
[0033]第二电极，形成于所述重掺杂半导体层下表面。
[0034]可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。
[0035]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0036]本申请实施例，通过对钝化层、保护环和第一电极的制备，实现了保护环、空气腔和第一电极的自对准，能够较容易实现寄生电容小，击穿电压高的肖特基二极管，提高工作频率和耐受功率，有效提升二极管器件的成品率和一致性。
[0037]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书。
附图说明
[0038]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0039]图1是本申请一实施例提供的传统肖特基二极管结构示意图；
[0040]图2是本申请一实施例提供的高频肖特基二极管的制备方法的示意性流程图；
[0041]图3是本申请一实施例提供的重掺杂半导体层和轻掺杂半导体层的初始效果图；
[0042]图4是本申请一实施例提供的正面溅射导电层的效果图；
[0043]图5是本申请一实施例提供的导电层上沉淀钝化层的效果图；
[0044]图6是本申请一实施例提供的湿法腐蚀形成保护环的效果图；
[0045]图7是本申请一实施例提供的溅射法制备第一电极形成空气腔的效果图；
[0046]图8是本申请一实施例提供的制备第二电极的效果图；
[0047]图9是图8中高频肖特基二极管A
‑
A处的截面图。
具体实施方式
[0048]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
[0049]应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括：在重掺杂半导体层上制备轻掺杂半导体层；所述轻掺杂半导体层的第一预设掺杂浓度低于所述重掺杂半导体层的第二预设掺杂浓度；在所述轻掺杂半导体层上制备导电层，所述导电层的宽度小于所述轻掺杂半导体层的宽度；在所述轻掺杂半导体层上表面和所述导电层上表面制备预设形状的钝化层，所述钝化层未覆盖所述导电层的中部区域；对所述导电层进行湿法腐蚀，形成保护环，露出部分所述轻掺杂半导体层；在所述轻掺杂半导体层的露出部分制备第一电极，所述第一电极、所述钝化层、所述保护环和所述轻掺杂半导体层之间形成空气腔；在所述重掺杂半导体层下表面形成第二电极。2.如权利要求1所述的高频肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述在所述轻掺杂半导体层上表面和所述导电层上表面制备预设形状的钝化层，包括：在所述轻掺杂半导体层上表面和所述导电层上表面制备钝化层，所述钝化层包覆所述导电层；在所述钝化层上表面的外侧制备预设图案的介质掩膜层，所述介质掩膜层未覆盖所述钝化层的中部区域；对所述钝化层进行刻蚀，形成所述预设形状的钝化层。3.如权利要求2所述的高频肖特基二极管的制备方法，其特征在于，制备完所述第一电极后，去除所述介质掩膜层。4.如权利要求1所述的高频肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述对所述导电层进行湿法腐蚀，形成保护环，包括：通过预设温度、预设浓度的腐蚀液，对所述导电层进行湿法腐蚀，去除所述导电层的目标区域的部分，形成所述保护环；其中，在所述导电层的厚度方向的投影上，所述钝化层的开口区域位于所述目标区域中，所述开口区域与所述导电层的中部区域对应。...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋旭波，冯志红，吕元杰，梁士雄，张立森，许婧，游恒果，刘帅，刘京亮，刘桢，盛百城，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：发明
国别省市：