一种具有无源金属肖特基半导体装置及其制备方法与流程

文档序号:11557825阅读:328来源:国知局
本发明涉及到一种具有无源金属肖特基半导体装置,本发明还涉及一种具有无源金属肖特基半导体装置的制备方法。本发明的半导体装置是制造功率整流器件的基本结构。

背景技术:
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,同时肖特基器件也具有反向漏电流大,不能被应用于高压环境等缺点。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在漂移区具有突变的电场分布曲线,影响了器件的反向击穿特性,同时传统的平面肖特基二极管具有较高的导通电阻。

技术实现要素:
本发明针对上述问题提出,提供一种具有无源金属肖特基半导体装置及其制备方法。一种具有无源金属肖特基半导体装置,其特征在于:包括:衬底层,为半导体材料构成;漂移层,为第一导电半导体材料,位于衬底层之上;无源金属区,为条状金属或者金属与半导体材料的化合物,位于漂移层中,垂直衬底层方向与第一导电半导体材料交替排列构成,并且其上表面临靠绝缘材料或者第一导电半导体材料;肖特基势垒结,位于漂移层上表面,为半导体材料与金属形成的势垒结,并且其与无源金属区不相连。一种具有无源金属肖特基半导体装置的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:在衬底层表面形成第一导电半导体材料层,然后表面形成一种绝缘介质;进行光刻腐蚀工艺去除表面部分绝缘介质,然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽;在沟槽内形成金属,刻蚀金属;在沟槽内形成绝缘材料,反刻蚀绝缘材料;淀积势垒金属,烧结形成肖特基势垒结。当半导体装置接一定的反向偏压时,漂移区的耗尽层在整个无源金属区界面扩展,并且在无源金属区间发生交叠,从而提高器件的反向击穿电压,降低器件的正向导通电阻,改善器件的正向导通特性。本发明还提供了一种具有无源金属PN结半导体装置的制备方法。附图说明图1为本发明的一种具有无源金属肖特基半导体装置剖面示意图;图2为本发明的第二种具有无源金属肖特基半导体装置剖面示意图。其中,1、衬底层;2、二氧化硅;3、第一导电半导体材料;4、无源金属;5、多晶第二导电半导体材料;6、肖特基势垒结。具体实施方式实施例1图1为本发明的一种具有无源金属肖特基半导体装置的剖面图,下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。一种具有无源金属肖特基半导体装置,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;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;无源金属4,位于第一导电半导体材料3中,为金属镍;肖特基势垒结6,位于第一导电半导体材料3的表面;二氧化硅2,位于沟槽中临靠金属。其制作工艺包括如下步骤:第一步,在衬底层1表面形成第一导电半导体材料层3,然后表面热氧化,形成二氧化硅2;第二步,进行光刻腐蚀工艺,半导体材料表面去除部分二氧化硅2,然后刻蚀去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽;第三步,在沟槽内淀积形成薄膜无源金属4,刻蚀金属,淀积薄膜氮化硅,反刻蚀氮化硅,腐蚀金属;第四步,淀积二氧化硅2,反刻蚀二氧化硅;第五步,淀积势垒金属,烧结形成肖特基势垒结6,如图1所示。实施例2图2为本发明的一种具有无源金属肖特基半导体装置的剖面图,下面结合图2详细说明本发明的半导体装置。一种具有无源金属肖特基半导体装置,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;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;无源金属4,位于第一导电半导体材料3中,为金属镍;肖特基势垒结6,位于第一导电半导体材料3的表面;二氧化硅2,位于沟槽中临靠金属;多晶第二导电半导体材料5,位于二氧化硅2所形成的沟槽内,为多晶半导体硅材料。其制作工艺包括如下步骤:第一步,在衬底层1表面形成第一导电半导体材料层3,然后表面热氧化,形成二氧化硅2;第二步,进行光刻腐蚀工艺,半导体材料表面去除部分二氧化硅2,然后刻蚀去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽;第三步,在沟槽内淀积形成薄膜无源金属4,刻蚀金属,淀积薄膜氮化硅,反刻蚀氮化硅,腐蚀金属;第四步,淀积二氧化硅2,反刻蚀二氧化硅,进行热氧化工艺,然后淀积多晶第二导电半导体材料5,反刻蚀多晶第二导电半导体材料5;第五步,淀积势垒金属,烧结形成肖特基势垒结6,如图2所示。通过上述实例阐述了本发明,同时也可以采用其它实例实现本发明,本发明不局限于上述具体实例,因此本发明由所附权利要求范围限定。
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