一种具有沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有沟槽终端结构肖特基器件，本发明专利技术的半导体器件具有沟槽结构的终端，从而改变器件边缘电势的分布，同时简化了器件的制造流程，使用两次光刻工艺，可以实现器件的生产制造。

【技术实现步骤摘要】
一种具有沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法
本专利技术涉及到一种具有沟槽终端结构肖特基器件，本专利技术还涉及一种具有沟槽终端结构肖特基器件的制备方法。
技术介绍
功率半导体器件被大量使用在电源管理和电源应用上，特别涉及到肖特基结的半导体器件已成为器件发展的重要趋势，肖特基器件具有正向开启电压低开启关断速度快等优点。肖特基二极管可以通过多种不同的布局技术制造，最常用的为平面布局，传统的平面肖特基二极管具有较为复杂的制造工艺，需要三次光刻腐蚀工艺完成器件的生产制造。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题提出，提供一种具有沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法。衬底层，为第一传导类型半导体材料；漂移层，为第一传导类型的半导体材料，位于衬底层之上；一个或多个沟槽，位于器件边缘漂移层中，沟槽内壁表面有绝缘材料；主结肖特基势垒结，位于器件中心漂移层表面；副结肖特基势垒结，位于多个沟槽之间的漂移层表面。一种具有沟槽终端结构肖特基器件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在衬底层上通过外延生产形成第一传导类型的半导体材料层；在表面形成第一钝化层，在待形成沟槽区域表面去除第一钝化层；进行刻蚀半导体材料，形成沟槽；在沟槽内壁形成第二钝化层，腐蚀去除器件表面第一钝化层；在器件表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结；上表面淀积电极金属，进行光刻腐蚀去除部分电极金属；进行背面金属化工艺，在衬底层背面形成电极金属。本专利技术的半导体器件具有沟槽结构的终端，未将第二导电材料作为肖特基器件终端结构，而是通过沟槽结构减缓器件反向偏压时在肖特基边缘电场的集中，简化了器件的制造流程；同时杜绝了传统器件在正向导电时第二导电材料向漂移区注入大量少子，提高器件高频特性。附图说明图1为本专利技术的一种单沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图；图2为本专利技术的一种单沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图；图3为本专利技术的一种多沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图；图4为本专利技术的一种多沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图。其中，1、衬底层；2、二氧化硅；3、第一导电半导体材料；5、肖特基势垒结；10、上表面金属层；11、下表面金属层。具体实施方式实施例1图1为本专利技术的一种具有单个沟槽终端结构肖特基器件剖面图，下面结合图1详细说明本专利技术的半导体装置。一种具有沟槽终端结构肖特基器件，包括：衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E19/CM3，在衬底层1下表面，通过下表面金属层11引出电极；第一导电半导体材料3，位于衬底层1之上，为N传导类型的半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E16/CM3；肖特基势垒结5，位于第一导电半导体材料3的表面，为半导体硅材料与势垒金属形成的硅化物；二氧化硅2，位于沟槽内壁；器件边缘的沟槽宽度为12um，沟槽深度为3um；器件上表面附有上表面金属层10，为器件引出另一电极。其制作工艺包括如下步骤：第一步，在衬底层1表面外延形成第一导电半导体材料层3；第二步，表面淀积氮化硅，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分氮化硅；第三步，干法刻蚀，去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽；第四步，在沟槽内壁形成二氧化硅2，腐蚀去除氮化硅；第五步；在半导体材料表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结5；第六步，在表面淀积金属形成上表面金属层，进行光刻腐蚀工艺腐蚀去除表面部分金属，形成上表面金属层10；第七步，进行背面金属化工艺，在背面形成下表面金属层11，器件结构如图1所示。图2为在图1器件制造的基础上，通过改变版图，将沟槽的单个侧壁和底部作为器件终端结构。实施例2图3为本专利技术的一种具有多个沟槽终端结构肖特基器件剖面图，下面结合图3详细说明本专利技术的半导体装置。一种具有沟槽终端结构肖特基器件，包括：衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E19/CM3，在衬底层1下表面，通过下表面金属层11引出电极；第一导电半导体材料3，位于衬底层1之上，为N传导类型的半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E16/CM3；肖特基势垒结5，位于第一导电半导体材料3的表面，为半导体硅材料与势垒金属形成的硅化物；二氧化硅2，位于多个沟槽内壁；器件边缘的沟槽宽度同为5um，沟槽间距为2um，沟槽深度为3um；器件上表面附有上表面金属层10，为器件引出另一电极。其制作工艺包括如下步骤：第一步，在衬底层1表面外延形成第一导电半导体材料层3；第二步，表面淀积氮化硅，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分氮化硅；第三步，干法刻蚀，去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽；第四步，在沟槽内壁形成二氧化硅2，腐蚀去除氮化硅；第五步；在半导体材料表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结5；第六步，在表面淀积金属形成上表面金属层，进行光刻腐蚀工艺腐蚀去除表面部分金属，形成上表面金属层10；第七步，进行背面金属化工艺，在背面形成下表面金属层11，器件结构如图3所示。图4为在图3器件制造的基础上，通过改变版图，将三个沟槽作为器件终端结构。通过上述实例阐述了本专利技术，同时也可以采用其它实例实现本专利技术，本专利技术不局限于上述具体实例，因此本专利技术由所附权利要求范围限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有沟槽终端结构肖特基器件，其特征在于：包括：衬底层，为第一传导类型半导体材料；漂移层，为第一传导类型的半导体材料，位于衬底层之上；一个或多个沟槽，位于器件边缘漂移层中，沟槽内壁表面有绝缘材料；主结肖特基势垒结，位于器件中心漂移层表面；副结肖特基势垒结，位于多个沟槽之间的漂移层表面。

【技术特征摘要】
1.一种具有沟槽终端结构肖特基器件，其特征在于：包括：衬底层，为第一传导类型半导体材料；漂移层，为第一传导类型的半导体材料，位于衬底层之上；一个沟槽，位于器件边缘漂移层中，为终端结构，具有单边侧壁或双边侧壁，沟槽内壁表面有绝缘材料，临靠沟槽内壁不设置第二传导类型半导体材料；主结肖特基势垒结，位于器件中心漂移层表面，为平面结构，主结肖特基势垒结临靠沟槽被沟槽包围；其中具有双边侧壁沟槽器件设置副结肖特基势垒结，位于临靠沟槽外侧壁漂移层表面，副结肖特基势垒结为浮空状态；上表面金属层，位于肖特基势垒结表面，经沟槽侧壁在沟槽底部横向延伸，终止于沟槽底部边缘之前不与沟槽底部边缘相连；下表面金属层，位于衬底层背面。2.一种如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，
申请(专利权)人：朱江，
类型：发明
国别省市：