肖特基二极管制造技术

本实用新型专利技术提供一种肖特基二极管，本实用新型专利技术所述肖特基二极管通过设置第一掺杂区和第二掺杂区，所述第一掺杂区均匀分布在所述势垒区的内部，所述第二掺杂区形成于所述第一掺杂区和所述外延层表面之间且每一所述第二掺杂区与所述第一掺杂区一一对应接触。所述第一掺杂区加一定反向电压后，第一掺杂区下面的PN结耗尽扩展区会连在一起保护肖特基势垒，减小肖特基二极管的常温漏电，从而达到提高了肖特基二极管的工作结温的目的，并显著改善了肖特基二极管的高温稳定性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及分立器件芯片制造技术，尤其涉及一种肖特基二极管。
技术介绍
肖特基二极管以其自身的低正向压降及快恢复时间等优势在二极管市场备受设计者的亲睐，在以节能环保为主题的今天，肖特基二极管的节能优势更不容小觑；在半导体制造工艺日趋成熟的今天，人们对肖特基二极管的性能要求越来越高。肖特基二极管的选购标准基本可以概括为低正向压降，高正向耐电流，低反向漏电流等，在太阳能等领域，作为保护二极管使用的肖特基二极管除以上参数要求外，还对肖特基二极管的结温还有着更高的要求。常规提高肖特基二极管结温的方法是通过调整硅的电阻率及选取功函数更高的金属或金属硅化物来减小常温反向漏电流而达到改善高温性能的目的，虽然可以达到降低反向漏电流的目的，但牺牲了正向压降使肖特基低正向压降的优势大打折扣，同时由于肖特基二极管器件其自身的性质，即肖特基二极管器件的反向曲线较软，故在高温情况特别是在额定电压附近时，稳定性很不理想。在一些特殊领域，例如太阳能领域中环境温度可以达到100摄氏度以上，故在这些特殊领域中，需要高结温的肖特基二极管，要求肖特基二极管具有更好的高温稳定性。现有技术中还会采取势垒区点阵注入与P型保护环一起通过离子注入，退火等工艺在近娃表面处形成一些浅表P型掺杂以减小反向漏电流，其缺点在于:1)与P环一起经过退火的点阵面积较大，大比例缩小肖特基部分的正向导通面积，牺牲了正向压降；2)该方案虽然在一定程度上改善了常温漏电流，但因其为浅表掺杂，反向PN结耗尽区夹断不彻底，其高温性能仍不够理想，同时其高温稳定性较差。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种在肖特基势垒区中形成面积较小的第一掺杂区，以很好地控制第一掺杂区的面积并达到较深的注入深度要求，以提高工作结温并改善高温稳定性的肖特基二极管。本技术提供一种肖特基二极管，包括:半导体衬底，所述半导体衬底上形成有外延层；保护环，所述保护环位于所述外延层中；钝化层，所述钝化层位于所述外延层上并具有引线窗口，所述引线窗口暴露部分所述保护环；势垒合金层，形成于所述引线窗口中的外延层上；所述肖特基二极管还包括:若干平行排列且不相接触的第一掺杂区，位于所述引线窗口中的外延层中，并形成于所述保护环环绕的区域内，所述第一掺杂区浓度最大处距离所述外延层表面的垂直距离大于0.3μπm;以及若干平行排列且不相接触的第二掺杂区，所述第二掺杂区形成于所述第一掺杂区和所述外延层表面之间且每一所述第二掺杂区与所述第一掺杂区一一对应接触。进一步的，所述第一掺杂区浓度最大处距离所述外延层表面的垂直距离为1.0 μ m 3.0 μ m0进一步的，所述第一掺杂区的纵向横截面的最大直径为0.5μπι 5μπι，相邻的第一掺杂区之间的距离为0.5 μ m 5 μ m。进一步的，所述第二掺杂区纵向横截面的最大直径小于所述第一掺杂区的纵向横截面的最大直径。进一步的，所述第二掺杂区纵向横截面的最大直径为0.5 μ m 5 μ m,相邻的第二掺杂区之间的距离为0.5 μ m 5 μ m。进一步的，所述半导体衬底为N型，所述外延层为N型，所述第一掺杂区为P型，所述第二掺杂区为P型。进一步的，所述势垒合金层的材质为钛、铬、钥、镍、钼及镍钼合金等中的一种或几种与硅的化合物。进一步的，所述钝化层在所述保护环上的厚度为3000人 5000A,所述钝化层在保护环以外的厚度为8000人、.120001进一步的，所述肖特基二极管还包括:正面金属电极层，形成于所述势垒合金层上；背面金属电极层，形成于所述半导体衬底的与外延层相对的一面上。综上所述，本技术所述肖特基二极管通过设置第一掺杂区，所述第一掺杂区分散在所述势垒区的内部，所述第一掺杂区可以减小肖特基二极管的常温漏电，提高了肖特基二极管的工作结温，并且反向加一定电压后，所述第一掺杂区会同时一起夹断肖特基势垒，所述肖特基二极管的结构使肖特基二极管反向漏电随电压的增加变化较小，显著提高了肖特基二极管的工作结温及高温稳定性，从而使肖特基二极管在正向压降低于或等于常规产品的情况下使其能够满足高温结的要求，且其高温稳定性较现有技术中的高结温肖特基二极管具有明显优势，同时通过工艺设计使肖特基部分的势垒面积得到了充分利用，在一些特殊要求的领域中，例如太阳能领域等有较好的应用。进一步的，在满足光刻工艺、刻蚀设备的精度的范围内，尽量减小第一掺杂区和第二掺杂区面积，并保证第一掺杂区和第二掺杂区的注入深度，使肖特基二极管的肖特基势垒区的面积得到有效保留，从而保证肖特基势垒区得到有效利用。此外，本技术所述的肖特基二极管还可以通过匹配合适功函数的金属或金属硅化物，使得肖特基二极管的正向压降得到大幅降低，进而使肖特基二极管在正向压降等参数与现有产品基本一致或优于现有产品的情况下，提高结温并改善高温稳定性，进而得到工作效果更佳的肖特基二极管。附图说明图1为本技术一实施例中肖特基二极管结构示意图。图2为本技术一实施例中肖特基二极管实际形貌的纵向切面示意图。图3为本技术一实施例中肖特基二极管的高温反向曲线与现有技术中肖特基二极管的高温反向曲线的比较示意图。图4为本技术一实施例中的流程示意图。图5 图11为本技术一实施例中肖特基二极管的制作过程的结构示意图。具体实施方式为使本技术的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本技术的内容作进一步说明。当然本技术并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本技术的保护范围内。其次，本技术利用示意图进行了详细的表述，在详述本技术实例时，为了便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本技术的限定。图1为本技术一实施例中肖特基二极管结构示意图。如图1所示，本技术提供一种肖特基二极管，包括:半导体衬底100，所述半导体衬底100上形成有外延层200 ；保护环300，所述保护环300位于所述外延层200中；钝化层400，所述钝化层400位于所述外延层上并具有引线窗口，所述引线窗口暴露部分所述保护环；势垒合金层500，形成于所述引线窗口中的外延层200上；还包括若干平行排列且不相接触的第一掺杂区600，位于所述弓丨线窗口中的外延层200中，并形成于所述保护环300环绕的区域内，所述第一掺杂区600的浓度最大处距离所述外延层表面的垂直距离Hl大于0.3 μ m。所述肖特基二极管还包括若干平行排列且不相接触的第二掺杂区700，所述第二掺杂区700形成于所述第一掺杂区600和所述外延层200表面之间且每一所述第二掺杂区700与所述第一掺杂区600 —一对应接触。在较佳的实施例中，所述第一掺杂区600浓度最大处距离所述外延层表面的垂直距离Hl为1.0 μ m 3.0 μ m。所述第一掺杂区600的纵向横截面的最大直径Dl为0.5 μ m 5 μ m,相邻的第一掺杂区600之间的距离LI为0.5 μ m 5 μ m。所述第二掺杂区700能够在第一掺杂区600的注入深度较深时，弥补第一掺杂区600到外延层200表面掺杂浓度较小，引起硅表面反型，以维持肖特基二极管的较佳性能。进一步的，所述第二掺杂区700纵向横截面的最大直径D2小于所述第一掺杂区600的纵向横截面的最大直径D1。所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肖特基二极管，其特征在于，包括：半导体衬底，所述半导体衬底上形成有外延层；保护环，所述保护环位于所述外延层中；钝化层，所述钝化层位于所述外延层上并具有引线窗口，所述引线窗口暴露部分所述保护环；势垒合金层，形成于所述引线窗口中的外延层上；所述肖特基二极管还包括：若干平行排列且不相接触的第一掺杂区，位于所述引线窗口中的外延层中，并形成于所述保护环环绕的区域内，所述第一掺杂区浓度最大处距离所述外延层表面的垂直距离大于0.3μm；以及若干平行排列且不相接触的第二掺杂区，所述第二掺杂区形成于所述第一掺杂区和所述外延层表面之间且每一所述第二掺杂区与所述第一掺杂区一一对应接触。

【技术特征摘要】
1.一种肖特基二极管，其特征在于，包括:半导体衬底，所述半导体衬底上形成有外延层；保护环，所述保护环位于所述外延层中；钝化层，所述钝化层位于所述外延层上并具有引线窗口，所述引线窗口暴露部分所述保护环；势垒合金层，形成于所述引线窗口中的外延层上；所述肖特基二极管还包括: 若干平行排列且不相接触的第一掺杂区，位于所述引线窗口中的外延层中，并形成于所述保护环环绕的区域内，所述第一掺杂区浓度最大处距离所述外延层表面的垂直距离大于0.3μπι;以及 若干平行排列且不相接触的第二掺杂区，所述第二掺杂区形成于所述第一掺杂区和所述外延层表面之间且每一所述第二掺杂区与所述第一掺杂区一一对应接触。2.如权利要求1所述的肖特基二极管，其特征在于，所述第一掺杂区浓度最大处距离所述外延层表面的垂直距离为1.0 μ m 3.0 μ m。3.如权利要求1所述的肖特基二极管，其特征在于，所述第一掺杂区的纵向横截面的最大直径为0.5 μ m 5 μ m,相邻的第一掺杂区之间的距离为0.5 μ m 5 μ m。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宪成，梁勇，陈向东，方佼，李其鲁，
申请(专利权)人：杭州士兰集成电路有限公司，成都士兰半导体制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：