肖特基二极管及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施方式设及有源固态器件，更特别地，设及由多个半导体或其他固态 组件（他们在公同衬底中或公同衬底上形成）构成的器件，诸如可作为较大双极CMOS或 DMOS系统的一部分的肖特基二极管（Schottkydiode)。
【背景技术】
[0002] 本发明设及肖特基二极管及其制造方法，更特别地，设及包括在半导体衬底上形 成的金属娃化物层的肖特基二极管及其制造方法。
[0003]肖特基二极管利用了金属-半导体结，其提供了肖特基势垒并在金属层和渗杂半 导体层之间形成。就具有n型半导体层的肖特基二极管而言，金属层用作阳极，n型半导体 层用作阴极。通常，由于正向偏置方向的电流容易通过而阻塞了反向偏置方向的电流，肖特 基二极管像传统p-n二极管那样起作用。
[0004]肖特基二极管可具有较低的正向偏压和较高的切换速度。然而，当足够的反向偏 压施加到肖特基二极管上时，击穿电压和反向偏置漏电流特性可能恶化。为了解决W上提 及的问题，例如，韩国公开专利公告第10-2014-0074930号公开了一种肖特基二极管，其通 过使用由粗（Ta)形成的肖特基层和由碳化娃（SiC)形成的漂移层，降低了反向偏置漏电流 并提高了反向偏压额定值。然而，仍然需要进一步提高肖特基器件的性能，也要降低运些器 件的成本。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种提高了正向偏压和反向偏置漏电流特性的肖特基二极管，及其制 造方法。
[0006] 根据请求保护的本发明一方面，肖特基二极管可包括在衬底的表面部分形成的第 一导电型的漂移区，设置在衬底上并具有使漂移区的一部分暴露出来的开口的绝缘层，W 及设置在漂移区由开口暴露出来的部分上的娃化铁层。
[0007] 根据一些示例性实施方式，肖特基二极管还可包括设置在娃化铁层的边缘部分下 的第二导电型的保护环。
[0008] 根据一些示例性实施方式，肖特基二极管还可包括设置在娃化铁层和绝缘层上的 连接焊盘，设置在连接焊盘上的第二绝缘层，设置在第二绝缘层上的金属布线，W及至少一 个连接该连接焊盘和金属布线的通孔触点。
[0009] 根据一些示例性实施方式，肖特基二极管还可包括设置在娃化铁层和连接焊盘之 间的接触焊盘。
[0010] 根据一些示例性实施方式，接触焊盘可沿娃化铁层的上表面和开口的内侧表面延 伸。
[0011] 根据一些示例性实施方式，肖特基二极管还可包括设置在开口的内侧表面上的铁 层和设置在娃化铁层和铁层上的氮化铁层。
[0012] 根据请求保护的本发明另一方面，制造肖特基二极管的方法可包括在衬底的表面 部分形成第一导电型的漂移区，在衬底上形成绝缘层，该绝缘层具有使漂移区的一部分暴 露出来的开口，W及在漂移区由开口暴露出来的部分上形成娃化铁层。
[0013] 根据一些示例性实施方式，该方法还可包括在漂移区的表面部分形成第二导电型 的保护环。此时，保护环的内部可由开口暴露出来。
[0014] 根据一些示例性实施方式，形成娃化铁层可包括在绝缘层和漂移区的表面上形成 铁层，W及热处理铁层从而在漂移区的部分上形成娃化铁层。
[0015] 根据一些示例性实施方式，该方法还可包括在铁层上形成氮化铁层。
[0016] 根据一些示例性实施方式，该方法还可包括在娃化铁层和绝缘层上形成连接焊 盘，在连接焊盘上形成第二绝缘层，形成至少一个穿透第二绝缘层的通孔触点，W及在第二 绝缘层上形成金属布线，该金属布线与通孔触点相连接。
[0017] 根据一些示例性实施方式，该方法还可包括在娃化铁层上形成接触焊盘。此时，连 接焊盘可通过接触焊盘与娃化铁层电连接。
[0018] 根据一些示例性实施方式，形成接触焊盘可包括在绝缘层和娃化铁层的表面上形 成金属层，W及在金属层上执行平坦化工艺直至使绝缘层的上表面暴露出来从而在开口中 获得接触焊盘。
[0019] 根据一些示例性实施方式，在形成接触焊盘时，可同时形成至少一个接触插塞，其 与衬底上的至少一个MOS晶体管相连接。
【附图说明】
[0020] 根据W下说明连同附图，可更详细地了解示例性实施方式，其中：
[0021] 图1是根据请求保护的本发明一示例性实施方式的肖特基二极管的截面图；和
[0022] 图2至11是制造图1中所示肖特基二极管的方法的截面图。
【具体实施方式】
[0023] W下，参照附图更详细地描述【具体实施方式】。然而，请求保护的本发明可WW不同 的形式体现，不应当理解为局限于本文提出的实施方式。
[0024] 作为本申请中使用的明确定义，当提及层、薄膜、区域或板在另一个"之上"时，它 可W直接在另一个之上，或者也可W存在一个或多个介于其间的层、薄膜、区域或板。与此 不同，也应当认识到，当提及层、薄膜、区域或板"直接在另一个之上"时，它直接在另一个之 上，并且不存在一个或多个介于其间的层、薄膜、区域或板。而且，尽管在请求保护的本发 明的各种实施方式中使用了像是第一、第二和第=的术语来描述不同的组件、组分、区域和 层，但其并不局限于运些术语。
[0025] 在W下描述中，技术术语仅用于解释【具体实施方式】，而不是限制请求保护的本发 明。除非在本文中另外定义，否则本文中使用的所有术语，包括技术或科技术语，可具有与 本领域技术人员通常理解的相同的含义。
[0026] 参照请求保护的本发明理想的实施方式的示意图来描述请求保护的本发明的实 施方式。于是，图形形状的变化，例如，制造工艺和/或容许误差的变化，是充分预期的。于 是，请求保护的本发明的实施方式不会描述成局限于用图形描述的区域的具体形状，包括 形状的偏差，并且附图描绘的区域也是完全示意的，他们的形状并不代表准确的形状，也不 限制请求保护的本发明的范围。
[0027] 图1是根据请求保护的本发明一示例性实施方式的肖特基二极管的截面图。
[0028] 参照图1，根据请求保护的本发明一示例性实施方式，肖特基二极管100可在诸如 娃晶圆的半导体衬底102上形成，并可用做诸如双极CMOS和DMOS度CD)器件的集成电路器 件的元件。
[0029] 肖特基二极管100可包括在衬底102的表面部分上形成的第一导电型的漂移区 104,具有使漂移区104的一部分暴露出来的开口 108 (见图4)的第一绝缘层110,W及在漂 移区104由开口 108暴露出来的部分上形成的娃化铁层116。
[0030] 例如，漂移区104可W是n型杂质区。漂移区104可与BCD器件的MOS晶体管的 n型阱区同时形成。
[0031] 娃化铁层116可在开口 108暴露出来的漂移区104的部分上形成。特别地，娃化 铁层116可起到肖特基二极管100阳极的作用，而漂移区104可起到肖特基二极管100阴 极的作用。
[0032] n型漂移区104和娃化铁层116可相对降低肖特基二极管100的势垒。运样，正向 偏压额定值可降低，正向偏流可增加。而且，反向偏置漏电流可通过n型漂移区104和娃化 铁层116来降低，因此肖特基二极管100可具有较高的反向偏压额定值。
[0033] 肖特基二极管100可包括在娃化铁层116的边缘部分之下形成的第二导电型的保 护环106,如图1所示。保护环106可用来防止或降低电场集中在肖特基二极管100的接触 边缘部分，运样可提高肖特基二极管100的击穿电压。例如，P型杂质区可用作保护环106。
[0034] 铁层112可设置在开口 108的内侧表面上，氮化铁层114可设置在娃化铁层116 和铁层112上。而且，接触焊盘（contactpad) 118可在氮化铁层114上形成。
[0035] 根据请求保护的本发明一示例性实施方式，接触焊盘118可沿着开口 108的内侧 表面和娃化铁层116的上表面延伸，并可具有均匀的厚度。例如，接触焊盘118可由鹤形成， 并且可W与BCD器件的接触插塞同时形成。
[0036] 肖特基二极管100可包括通过接触焊盘118与娃化铁层116电连接的连接焊盘 (landingpad)120。而且，肖特基二极管可包括在连接焊盘120上形成的第二绝缘层122， 在第二绝缘层122上形成的金属布线128,W及至少一个穿透第二绝缘层122W连接连接焊 盘120和金属布线128的通孔触点126。
[0037] 特别地，连接焊盘120可在接触焊盘118和第一绝缘层110上形成。也就是说，连 接焊盘120可具有比娃化铁层116的上表面宽的上表面，并且金属布线128可通过多个通 孔触点126与连接焊盘120相连接，如图1所示。运样，金属布线128和娃化铁层116之间 的电阻可降低。结果，肖特基二极管100的阔值电压可降低，并且进一步地正向偏流可提 局。
[003引如图1所示，接触焊盘118沿着开口 108的内侧表面和娃化铁层116的上表面形 成，运样凹部可在连接焊盘120的中屯、部分形成。在运种情况下，通孔触点126可围绕连接 焊盘120的凹部设置。
[0039] 同时，氮化铁层114可起到娃化铁层116和接触焊盘118之间粘合层的作用。
[0040] 连接焊盘120可与BCD器件的第一布线层同时形成，并且金属布线128可与BCD 器件的第二布线层同时形成。而且，通孔触点126可通过通孔触点工艺形成W使BCD器件 的第一布线层与第二布线层相连接。
[0041] 图2至11是制造图1中所示肖特基二极管的方法的截面图。
[0042] 参照图2,第一导电型的漂移区104可在衬底102的表面部分上形成。特别地，漂 移区104可W是n型杂质区，并且可W与BCD器件的MOS晶体管的n型阱区（未示出）同 时形成。
[0043] 例如，尽管未在图中示出，第一光刻胶图案（未示出）可在衬底102上形成W形成 漂移区104和n型阱区，然后可执行使用n型渗杂物（诸如神和憐）的离子注入工艺。在 形成漂移区104和n型阱区的离子注入工艺过程中，第一光刻胶图案可用作掩模。