专利名称：一种高温肖特基二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体设计及制造技术领域，特别涉及一种在高温情况下能够有效降低电路漏电流的肖特基~■极管。
背景技术：
肖特基二极管是近年来问世的低功耗、大电流、超高速半导体器件。其反向恢复时间极短，可以达到纳秒级，正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可以达到上千安培，这些优点是快恢复二极管所无法比拟的。目前，肖特基二极管主要应用于高速整流领域，传统肖特基二极管的结构如图1所示，这种肖特基二极管在高温下工作时，电路中产生的漏电流相当大，漏电流增加会使肖特基结产生温升，温度升高又导致器件产生更大的漏电流，如此正反馈循环，温度不断升高，直至器件烧毁。如何减小肖特基二极管器件在高温下正常使用时产生的漏电流，延长器件的寿命，是肖特基二极管研制领域的重要课题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种高温肖
特基~■极管。为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种高温肖特基二极管，其包括:η型半导体衬底；ρ型重掺杂环状区域，所述P型重掺杂环状区域形成在所述η型半导体衬底内；合金层，所述合金层形成在所述P型重掺杂环状区域之内，所述合金层与所述P型重掺杂区域形成欧姆接触，所述合金层与所述η`型半导体衬底形成肖特基接触；绝缘区域，所述绝缘区域的数量至少为一个，所述绝缘区域形成在所述肖特基接触区域之上，所述绝缘区域将所述肖特基接触区域分割成至少两部分，所述每一部分肖特基接触区域上具有接触孔；势垒金属层，所述势垒金属层形成在所述肖特基接触区域之上；聚酰亚胺保护层，所述聚酰亚胺保护层形成在所述势垒金属层之上，所述聚酰亚胺保护层具有贯通至所述势垒金属层的通孔；阳极金属，所述阳极金属形成在所述聚酰亚胺保护层之上并通过聚酰亚胺保护层的通孔与所述势垒金属层接触。本发明的肖特基二极管通过绝缘区域对肖特基接触区域进行分割，从而使肖特基接触区域与势垒金属层的连接处被分割成几部分，使得通过肖特基二极管的电流以并联的方式流过器件，从而缓解因大片金属趋附效应而产生的局部电流不均匀造成的恶性电流正反馈现象，从而使得其高温情况下产生的漏电流较之传统的肖特基二级管更小，使用寿命更长，工作性能更稳定可靠。本发明的绝缘区域之上覆盖着整片的势垒金属，势垒金属之上涂布聚酰亚胺保护层，通过一层独立光罩实现聚酰亚胺保护层完全覆盖住下层绝缘区域并且略有冗余，然后正面做上金属电极。较之传统肖特基二极管，本发明肖特基接触金属是以至少两个部分的肖特基接触并联而成。流过器件的电流通过并联的肖特基接触部分分流而成几路电流，共同流向器件的另一极。电流的趋附效应在几路电流中均有体现，这样每一路电流的趋附效应就不那么明显，或者说几乎可以忽略，趋附效应被大大削弱，较之传统的肖特基二极管，在高温下工作所产生的漏电流相对来说要小得多，器件的工作性能更稳定，寿命更长。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:图1是现有肖特基二极管的示意剖面图；图2是本发明肖特基二极管的示意剖面图；图3是本发明肖特基二极管示意平面图。附图标记:I η型衬底；2 P型重掺杂环状区域；3绝缘区域；4势垒金属；5聚酰亚胺保护层；6阳极金属；7肖特基接触区；11阴极金属；12 η型衬底；13 η型外延层；14 P型重掺杂环状区域；15肖特基接触区；16绝缘区域；17阳极金属。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。图2是本发明肖特基二极管的示意剖面图，图3是本发明肖特基二极管示意平面图。图中仅仅是示意的给出了各区域的尺寸，具体的尺寸可以根据器件参数的要求进行设计。从图2中可见，本发明的高温肖特基二极管包括η型半导体衬底1，该η型半导体衬底I为轻掺杂的η型半导体衬底，其可以是制备肖特基二极管的任何半导体材料，具体可以是但不限于硅、锗、砷化镓。在η型半导体衬底I上形成有P型重掺杂环状区域2，该P型重掺杂环状区域2之内形成有合金层，当η型半导体衬底I为硅衬底时，该合金层为硅化物合金层，该硅化物合金层与P型重掺杂区域2形成欧姆接触，该硅化物合金层与η型半导体衬底形成肖特基接触。在肖特基接触区域7之上形成有绝缘区域3，该绝缘区域3的数量至少为一个，该绝缘区域3将肖特基接触区域7分割成至少两部分并被肖特基接触区域7包围，每一部分肖特基接触区域7上具有用于与势垒金属层4连接的接触孔。该绝缘区域3与η型半导体衬底I直接接触，其材料是任何可以在肖特基二极管中使用的绝缘材料，可以为但不限于二氧化硅。在肖特基接触区域7之上形成有势垒金属层4，肖特基接触和欧姆接触通过同一接触孔与势垒金属层4连接，在本实施方式中，势垒金属层4覆盖肖特基接触区域7之上，在本发明的另一个优选实施方式中，势垒金属层4将肖特基接触区域7和绝缘区域3完全覆盖。在势垒金属层4之上形成有聚酰亚胺保护层5，该聚酰亚胺保护层5具有贯通至势垒金属层4的通孔。在本实施方式中，聚酰亚胺保护层5直接层涂布于势垒金属层4之上，其完全覆盖肖特基接触区域中的二氧化硅绝缘区域3，并且聚酰亚胺保护层5的面积大于绝缘区域3的面积。在聚酰亚胺保护层5之上形成有阳极金属6，该阳极金属6通过聚酰亚胺保护层5的通孔与肖特基势垒金属层4相连，本发明采用二氧化硅绝缘区域3对势垒金属层4进行分割，使得流经肖特基二极管的电流以至少两路电流并联流经器件，从而大大减少了大功率大电流肖特基二极管的电流趋附效应。从图2中可以直观地看出，本发明肖特基接触被绝缘区域3分成至少两个部分，从而把流经肖特基二极管的电流至少分成两路电流以并联的方式流经大功率大电流器件，有效地避免了大功率大电流肖特基二极管的趋附效应。另外，由图2中还可以看出，器件结构中P型掺杂环状区域2内的至少一个绝缘区域3配合其上层的聚酰亚胺保护层5可以有效地提高器件的反向耐压性能，提高器件的可靠性，延长其寿命。从图3中可见，硅化物合金层的平面形貌分别为多边形、圆形、线形和弧形组成的图形、或者不规则弧线组成的图形，在本实施方式中，重复的硅化物合金层单元优选采用圆形。在本实施方式中，绝缘区域3将肖特基接触区域7分割成六部分，流经肖特基二极管的电流被分成六路电流以并联的方式流经大功率大电流器件，从而大大减少了肖特基二极管的电流趋附效应，使器件的工作性能更稳定，寿命更长。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种高温肖特基二极管，其特征在于，包括: η型半导体衬底； P型重掺杂环状区域，所述P型重掺杂环状区域形成在所述η型半导体衬底内； 合金层，所述合金层形成在所述P型重掺杂环状区域之内，所述合金层与所述P型重掺杂区域形成欧姆接触，所述合金层与所述η型半导体衬底形成肖特基接触； 绝缘区域，所述绝缘区域的数量至少为一个，所述绝缘区域形成在所述肖特基接触区域之上，所述绝缘区域将所述肖特基接触区域分割成至少两部分，所述每一部分肖特基接触区域上具有接触孔； 势垒金属层，所述势垒金属层形成在所述肖特基接触区域之上； 聚酰亚胺保护层，所述聚酰亚胺保护层形成在所述势垒金属层之上，所述聚酰亚胺保护层具有贯通至所述势垒金属层的通孔； 阳极金属，所述阳极金属形成在所述聚酰亚胺保护层之上并通过聚酰亚胺保护层的通孔与所述势垒金属层接触。
2.如权利要求1所述的高温肖特基二极管，其特征在于，所述η型半导体衬底为轻掺杂的η型半导体衬底。
3.如权利要求1所述的高温肖特基二极管，其特征在于，所述肖特基接触区域被所述绝缘区域分割，所述绝缘区域与η型半导体衬底直接接触。
4.如权利要求1所述的高温肖特基二极管，其特征在于，所述势垒金属层覆盖所述绝缘区域。
5.如权利要求1所述的高温肖特基二极管，其特征在于，所述聚酰亚胺保护层直接层涂布于所述势垒金属层之上，所述聚酰亚胺保护层完全覆盖所述绝缘区域，所述聚酰亚胺的面积大于所述绝缘区域的面积。
6.如权利要求1所述的高温肖特基二极管，其特征在于，所述肖特基接触和欧姆接触通过同一接触孔与势垒金属连接。
7.如权利要求1所述的高温肖特基二极管，其特征在于，所述合金层的形状为多边形、圆形、线形和弧形组成的图形、或者不规则弧线组成的图形。
全文摘要
本发明提出了一种高温肖特基二极管，其包括n型半导体衬底、P型重掺杂环状区域、合金层、绝缘区域、势垒金属层、聚酰亚胺保护层和阳极金属。本发明的肖特基二极管通过绝缘区域对势垒金属区域和肖特基接触区域进行分割，使得通过肖特基二极管的电流以并联的方式流过器件，从而缓解因大片金属趋附效应而产生的局部电流不均匀造成的恶性电流正反馈现象，从而使得其高温情况下产生的漏电流较之传统的肖特基二级管更小，使用寿命更长，工作性能更稳定可靠。
文档编号H01L29/872GK103178095SQ201110442178
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者王艳春, 高云飞, 李旺勤 申请人:比亚迪股份有限公司