超级结肖特基二极管的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种超级结肖特基二极管，具有多个元胞结构，每个元胞结构包括N型衬底上生长有N型外延，N型外延上部具有两个P型外延，所述两个P型外延之间的N型外延上具有肖特基接触区，所述肖特基接触区上是金属层；其中，所述P型外延由多个相接P型外延区组成，所述多个P型外延区掺杂类型相同，掺杂参数相同。本发明的超级结肖特基二极管能耐受高反偏电压，当PN结的长度超过40um时其能实现在600V以上高压环境下正常工作。
【专利说明】超级结肖特基二极管
【技术领域】
[0001]本发明涉及集成电路领域，特别是涉及一种超级结肖特基二极管。
【背景技术】
[0002]目前，高压二极管器件是由PN结扩散形成的或者是肖特基金属半导体接触构成的，在完成耐高电压的同时也要产生高的正向导通电阻。其中，肖特基二极管虽然能提供比较小的导通电阻，但其耐高压能力有限，不能提供较高的反向偏压。一般应用中高电压二极管一般采用PN结型二极管，其缺点是反偏电压越大，所需要的耐击穿耗尽层宽度就要越宽，耗尽层宽度越宽会导致器件正向开启时的电阻越大，影响器件的整体性能。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种能耐受高反偏电压的超级结肖特基二极管，其能实现在600V以上高压环境下正常工作。
[0004]为解决上述技术问题，本发明的超级结肖特基二极管，具有多个元胞结构，每个元胞结构包括:N型衬底上生长有N型外延，N型外延上部具有两个P型外延，所述两个P型外延之间的N型外延上具有肖特基接触区，所述肖特基接触区上是金属层；其中，所述P型外延由多个相邻P型外延区组成，所述多个P型外延区掺杂类型相同，掺杂参数相同。
[0005]所述P型外延区是圆形或椭圆形结构。
[0006]所述P型外延是沟槽形状，其深度大于Sum。
[0007]元胞结构是构成半导体器件的基础单体结构，半导体器件是有多个结构相同的元胞结构所构成。
[0008]一种超级结肖特基二极管的制造方法，包括:
[0009](I)在N型衬底上生长N型外延；
[0010](2)在N型外延上刻蚀沟槽；
[0011](4)采用相同掺杂类型，相同掺杂参数经多次填充生成P型外延；
[0012](5)生长非导电介质膜；
[0013](6)光刻，刻蚀形成接触窗；
[0014](7)生长金属膜形成肖特基接触区。
[0015]实施步骤(2)时，采用刻蚀深沟槽的方式，刻蚀沟槽的深度大于8um。
[0016]实施步骤(2)时，通过多次刻蚀，使沟槽形成为多个圆形或椭圆形相接的结构。
[0017]实施步骤(5)时，采用二氧化硅生长非导电介质膜。
[0018]实施步骤(6)时，能采用光刻，腐蚀形成接触窗。
[0019]实施步骤(7)时，采用钛生长金属膜。
[0020]传统的肖特基二极管的反向耐压是由PN结的反偏来提供保护的，而PN结反偏提供的耐高压能力与P区和N区的电阻直接相关。为了得到高的耐高压结构，N区就不能选用过低的外延，进而导致二极管在开启时的开启电阻增加。所以传统的肖特基二极管的耐反向击穿的能力由于要考虑正向功率的损耗，不能选用电阻率过高的N型外延，因此，传统的肖特基二极管的反向耐高压大都在IOOv以下。本发明的肖特基二极管由于结合了 PN交错的超级结结构，能在保证低导通功耗的基础上提供高反向耐压能力，当PN结的长度超过40um,耐反向电压能超过600V。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0022]图1是一种传统的肖特基二极管。
[0023]图2是本发明第一实施例的结构示意图。
[0024]图3是本发明第二实施例的结构示意图。
[0025]附图标记说明
[0026]I是N型衬底
[0027]2是N型外延
[0028]3是P型外延
[0029]4是肖特基接触区
[0030]5是金属
[0031]6是P型外延区
【具体实施方式】
[0032]本发明的第一实施例,具有多个元胞结构,每个元胞结构,如图2所示,包括:N型衬底I上生长有N型外延2，N型外延2上部具有两个P型外延3，本实施例中，P型外延3由多个掺杂类型相同，掺杂参数相同的椭圆形的彼此相接的P型外延区6组成；两个P型外延3之间的N型外延2上具有肖特基接触区4，肖特基接触区4上是金属层5。
[0033]如图3所示，本发明第二实施例，其整体结构与第一实施例相同，主要区别是P型外延3是一沟槽形结构，沟槽内具有经多次填充形成的掺杂类型相同，掺杂参数相同的杂质，其中沟槽的深度大于8um。
[0034]一种超级结肖特基二极管的制造方法，包括:
[0035](I)在N型衬底上生长N型外延；
[0036](2)在N型外延上刻蚀沟槽，通过多次刻蚀，使沟槽形成为多个圆形或椭圆形相接的结构；
[0037](4)采用相同掺杂类型，相同掺杂参数经多次填充生成P型外延；
[0038]( 5)采用二氧化硅生长非导电介质膜；
[0039](6)光刻，刻蚀形成接触窗；
[0040](7)采用钛生长金属膜形成肖特基接触区。
[0041]其中，实施步骤(2)是也可采用刻蚀深沟槽的方式，刻蚀沟槽的深度大于8um以上。
[0042]以上通过【具体实施方式】和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种超级结肖特基二极管，具有多个元胞结构，每个元胞结构包括：N型衬底上生长有N型外延，N型外延上部具有两个P型外延，所述两个P型外延之间的N型外延上具有肖特基接触区，所述肖特基接触区上是金属层；其特征是：所述P型外延由多个相接P型外延区组成，所述多个P型外延区掺杂类型相同，掺杂参数相同。
2.如权利要求1所述超级结肖特基二极管，其特征是：所述P型外延区是圆形或椭圆形结构。
3.如权利要求1的超级结肖特基二极管，其特征是：所述P型外延是沟槽形结构，其深度大于8um。
4.一种超级结肖特基二极管的制造方法，其特征是，包括： (1)在N型衬底上生长N型外延； (2)在N型外延上刻蚀沟槽； (4)采用相同掺杂类型，相同掺杂参数经多次填充生成P型外延； (5)生长非导电介质膜； (6)光刻，刻蚀形成接触窗； (7)生长金属膜形成肖特基接触区。
5.如权利要求1所述超级结肖特基二极管的制造方法，其特征是：实施步骤（2)时，采用刻蚀深沟槽的方式，刻蚀沟槽的深度大于8um。
6.如权利要求1所述超级结肖特基二极管的制造方法，其特征是：实施步骤（2)时，通过多次刻蚀，使沟槽形成为多个圆形或椭圆形相接的结构。
7.如权利要求5或6所述超级结肖特基二极管的制造方法，其特征是：实施步骤（5)时，采用二氧化硅生长非导电介质膜。
8.如权利要求5或6所述超级结肖特基二极管的制造方法，其特征是：实施步骤（6)时，能采用光刻，腐蚀形成接触窗。
9.如权利要求5或6所述超级结肖特基二极管的制造方法，其特征是：实施步骤（7)时，采用钛生长金属膜。
【文档编号】H01L29/872GK103840015SQ201210484678
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月23日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】王飞 申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司