专利名称：具有周边电容阱结的肖特基势垒二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及集成电路器件，且更具体而言，涉及包括周边电容阱结的肖特基势垒二极管(SBD)集成电路器件。
背景技术：
肖特基势垒为电势垒，其形成在金属与半导体相交的结处。该肖特基势垒为整流器的形式，其良好操作为二极管。肖特基势垒典型具有较低的结电压，以及当相比于标准的 P-N半导体结时，在金属中具有减小的耗尽宽度。如果金属半导体结不整流电流，则其充当欧姆接触。肖特基势垒的该整流特性取决于金属的功函数、本征半导体的带隙、在半导体中的惨杂剂的种类和浓度等。
常规肖特基势垒二极管受限于寄生周边电容。以下所说明的实施例提供改善的肖特基势垒二极管，其在P型SBD中具有减小的阳极至隔离结电容，以及在N型SBD中减小的阴极至隔离结电容。因此，本文的实施例提供衬底隔离，其具有最小化周边电容以改善电路性能。发明内容
在此的一个示例性实施例包含半导体器件，诸如肖特基势垒二极管。在此文某些实施例中，该肖特基势垒二极管包括第一类型衬底；第二类型阱隔离区，其在该第一类型衬底上；以及第一类型阱区，其在该第二类型阱隔离区上。对于在此的实施例，指称为周边电容阱结环的特征在该第二类型阱隔离区上。第二类型阱区在该第二类型阱隔离区上。该周边电容阱结环位于该第一类型阱区和该第二类型阱区之间并将其分离。第二类型接触 区在该第二类型阱区上，且第一类型接触区接触该第一类型阱区的内部部分。该第一类型阱区的内部部分位于该第一类型接触区的中心内。此外，第一欧姆金属层在该第一类型接触区上，且第二欧姆金属层在该第一类型阱区上。该第一欧姆金属层在构成该肖特基势垒二极管的肖特基势垒的结处接触该第二欧姆金属层。
另外，更具体而言，在此的实施例包含正型肖特基势垒二极管，其包括正型衬底； 负型阱隔离区，其位于该正型衬底上并与其接触；以及正型阱区，其位于该负型阱隔离区上并与其接触。再者，周边电容阱结环位于该负型阱隔离区上并与其接触。该周边电容阱结环围绕并接触该P型阱区。负型阱区为位于该负型阱隔离区上并与其接触。该负型阱区围绕并接触该周边电容阱结环。该周边电容阱结环位于该正型阱区和该负型阱区之间并将其分离。负型接触区位于该负型阱区上并与其接触，且正型接触区围绕并接触该正型阱区的内部部分。该正型阱区的内部部分位于该正型接触区的中心内，且浅沟槽隔离环位于该周边电容阱结环上并与其接触。该浅沟槽隔离环位于该负型接触区和该正型接触区之间并将其分离。第一欧姆金属层在该正型接触区上，且第二欧姆金属层在该正型阱区上。该第一欧姆金属层在包含该肖特基势垒二极管的肖特基势垒的结处接触该第二欧姆金属层。
在此的一个实施例为形成肖特基势垒二极管的方法。此示例性方法在第一类型衬底上形成第二类型阱隔离区、在该第二类型阱隔离区上形成第一类型阱区，以及在该第二类型阱隔离区上形成周边电容阱结环。该方法亦在该第二类型阱隔离区上形成第二类型阱区，使得该周边电容阱结环位于该第一类型阱区和该第二类型阱区之间并将其分离。此外，该方法在该第二类型阱区上形成第二类型接触区，且形成第一类型接触区，其围绕并接触该第一类型阱区的内部部分，使得该第一类型阱区的内部部分位于该第一类型接触区的中心内。此外，该方法在至少该第一类型接触区和该第一类型阱区上形成硅化物。该硅化物在该第一类型接触区上形成第一欧姆金属层，且在该第一类型阱区上形成第二欧姆金属层。该第一欧姆金属层在包含该肖特基势垒二极管的肖特基势垒的结处接触该第二欧姆金属层。
另外，更具体而言，形成正型肖特基势垒二极管的方法。此方法在正型衬底上形成负型阱隔离区，且在该负型阱隔离区上形成正型阱区。此方法亦在该负型阱隔离区上形成周边电容阱结环，使得该周边电容阱结环围绕并接触该正型阱区。此外，该方法在该负型阱隔离区上形成负型阱区，使得该负型阱区围绕并接触该周边电容阱结环，且使得该周边电容阱结环为位于该正型阱区和该负型阱区之间并将其分离。该方法在该负型阱区上形成负型接触区，且亦形成正型接触区，其围绕并接触该正型阱区的内部部分，使得该正型阱区的内部部分位于该正型接触区的中心内。该方法亦在该周边电容阱结环上形成浅沟槽隔离环，使得该浅沟槽隔离环位于该负型接触区和该正型接触区之间并将其分离。该方法在该正型接触区和/或该正型阱区上额外形成硅化物。形成该硅化物的此方法在该正型接触区上形成第一欧姆金属 层，且在该正型阱区上形成第二欧姆金属层。该第一欧姆金属层在结处接触该第二欧姆金属层。此结包括该肖特基势垒二极管的肖特基势垒。
在此亦公开上述所提及电路的设计结构的实施例。该设计结构为体现于在设计处理中所使用的非暂时性机器可读取介质中，该设计结构包含肖特基势垒二极管，其包含第一类型衬底；第二类型阱隔离区，其在该第一类型衬底上；以及第一类型阱区，其在该第二类型阱隔离区上。对于在此的实施例，指称为周边电容阱结环的特征在该第二类型阱隔离区上。第二类型阱区在该第二类型阱隔离区上。该周边电容阱结环在该第一类型阱区和该第二类型阱区之间并将其分离。第二类型接触区在该第二类型阱区上，且第一类型接触区接触该第一类型阱区的内部部分。该第一类型阱区的内部部分位于该第一类型接触区的中心内。此外，第一欧姆金属层在该第一类型接触区上，且第二欧姆金属层在该第一类型阱区上。该第一欧姆金属层在构成该肖特基势垒二极管的肖特基势垒的结处接触该第二欧姆金属层。此设计结构可以体现在设计处理中所使用的机器可读取介质中，可作为用于集成电路的布局数据的交换的数据格式而位于储存介质上。再者，此设计结构可以包含网表，且可以包括测试数据、特性数据、验证数据和/或设计规格。
本发明的实施例参照所附图式从以下详细的描述将更佳了解，其并非成比例绘制，且其中
图1为根据在此的实施例的集成电路的剖面示意图2为沿着在图1中所示的集成电路的线A-A的俯视示意图3为沿着在图1中所示的集成电路的线B-B的俯视示意图4为沿着在图1中所示的集成电路的线C-C的俯视示意图5为根据在此的实施例的部分完成的集成电路的剖面示意图
图6为根据在此的实施例的部分完成的集成电路的剖面示意图
图7为根据在此的实施例的部分完成的集成电路的剖面示意图
图8为根据在此的实施例的部分完成的集成电路的剖面示意图
图9为根据在此的实施例的部分完成的集成电路的剖面示意图
图10为根据在此的实施例的部分完成的集成电路的剖面示意图11为根据在此的实施例的集成电路的剖面示意图
图12为根据在此的实施例的集成电路的剖面示意图
图13为根据在此的实施例的集成电路的剖面示意图；以及
图14为在半导体设计、制造和/或测试中所使用的设计程序的流程图。
具体实施方式
如上述所提及，常规肖特基势垒二极管为受限于周边电容。以下所说明的实施例提供改进的肖特基势垒二极管，其有减小的阳极至隔离电容。因此，在此的实施例提供衬底隔离，其具最小化周边电容以改善电路性能。
图1至图4例示在此的实施例如何利用周边电容阱结106以减小该阳极至隔离电容的一个范例。图1至图4从不同 的观点例示该相同的结构。图1以沿着在图2至图4中所示的线D-D的剖面图例示二极管结构，其中该P型衬底100被随意指称为该结构的“底部”，且接触120、122、128被随意指称为该结构的“顶部”。图2至图4分别例示沿着在图1 中的线A-A、B-B及C-C中的每个的俯视示意图。因此，图2例示沿着线A-A的该结构；图3 例示沿着线B-B的该结构；以及图4例示沿着线C-C的该结构。
在图1至图4中所示的正型肖特基势垒二极管包括正型衬底100，以及负型阱隔离区102，其为位于该正型衬底100上并与其接触。此外，正型阱区110为位于该负型阱隔离区102上并与其接触。
周边电容阱结环106位于该负型阱隔离区102上并与其接触。如在图3中最清楚示出，周边电容阱结环106围绕并接触该正型阱区110。周边电容阱结环106包含未掺杂材料、具有低于该正型阱区110的掺杂浓度的正掺杂材料或者具有低于该正型阱区110的掺杂浓度的负掺杂材料。
如在图1和图4中所示，负型阱区104位于该负型阱隔离区102上、与其接触并将其围绕。该负型阱区104具有接触正型衬底100的下部。如在图4中所示，该负型阱区104 的下部接触并围绕该负型阱隔离区102。
如在图3中所示，该负型阱区104亦围绕并接触周边电容阱结环106。如在图3中所示，周边电容阱结环106位于该正型阱区110和该负型阱区104之间并将其分离。
如在图1中所示，负型接触区108位于负型阱区104上并与其接触。如在图1及图2中所示，正型接触区112围绕并接触该正型阱区110的内部。该负型接触区108具有高于负型阱区104的掺杂浓度，且该正型接触区112具有高于该正型阱区110的掺杂浓度。 该正型阱区110具有接触负型阱隔离区102的下部。该正型阱区110的内部部分(在图11 中的138)具有小于该正型阱区110的下部(在图11中的136)的周长。该正型阱区110的内部部分138位于该正型接触区112的中心内。
此外，如在图1中所示，浅沟槽隔离环114为位于该周边电容阱结环106上并与其接触。如在图2中所示，浅沟槽隔离环114位于负型接触区108和正型接触区112之间并将其分离。
如在图1中所示，第一欧姆金属层124位于正型接触区112上并与其接触，且第二欧姆金属层126位于正型阱区110上并与其接触。第一欧姆金属层124在包含该肖特基势垒二极管的肖特基势垒的结118处接触第二欧姆金属层126。此外，各种导电接触被利用以形成至在图1中所示的结构内的不同特征的连接。更具体而言，偏置接触128允许负型阱区104被适度偏置以允许该电路最佳性能。此外，阳极接触122被制造到正型接触区112， 且阴极接触120被制造到正型阱区110。
该肖特基势垒二极管的电容的非线性和RC截止频率，两者为RF (射频)电路应用的主要关注点。总器件电容为本征肖特基结电容和外部寄生结电容的组合。该肖特基势垒二极管的本征电容由该肖特基结驱动，其可由以下等式Csbdjctn= eWjLj/d表示，其中ε 为半导体的电容率(permittivity)，Wj及Lj各别为该肖特基势垒结宽度和长度，以及d为耗尽空间电荷区的深度。当缩放该器件至最小尺寸时，该肖特基结电容为受限于由
权利要求
1.一种肖特基势垒二极管，其包括 第一类型衬底； 第二类型阱隔离区，在所述第一类型衬底上；第一类型阱区，在所述第二类型阱隔离区上； 周边电容阱结环，在所述第二类型阱隔离区上； 第二类型阱区，在所述第二类型阱隔离区上，所述周边电容阱结环位于所述第一类型阱区和所述第二类型阱区之间并将其分离； 第二类型接触区，在所述第二类型阱区上； 第一类型接触区，其接触所述第一类型阱区的内部部分，所述第一类型阱区的所述内部部分位于所述第一类型接触区的中心内； 第一欧姆金属层，在所述第一类型接触区上；以及 第二欧姆金属层，在所述第一类型阱区上，所述第一欧姆金属层在结处接触所述第二欧姆金属层，所述结包括所述肖特基势垒二极管的肖特基势垒。
2.根据权利要求1的肖特基势垒二极管，所述周边电容阱结环包括下列之一 未掺杂材料； 具有低于所述第一类型阱区的掺杂浓度的第一掺杂材料；以及 具有低于所述第一类型阱区的掺杂浓度的第二掺杂材料。
3.根据权利要求1的肖特基势垒二极管，所述第一类型阱区包括接触所述第二类型阱隔离区的下部，以及 所述第一类型阱区的所述内部部分具有小于所述第一类型阱区的所述下部的周长。
4.根据权利要求1的肖特基势垒二极管， 所述第二类型阱区具有接触所述第一类型衬底的下部，所述第二类型阱区的所述下部接触并围绕所述第二类型阱隔离区。
5.根据权利要求1的肖特基势垒二极管， 所述第二类型接触区具有高于所述第二类型阱区的掺杂浓度；以及 所述第一类型接触区具有高于所述第一类型阱区的掺杂浓度。
6.一种正型肖特基势垒二极管，其包括 正型衬底； 负型阱隔离区，其位于所述正型衬底上并接触所述正型衬底； 正型阱区，其位于所述负型阱隔离区上并接触所述负型阱隔离区； 周边电容阱结环，其位于所述负型阱隔离区上并接触所述负型阱隔离区，所述周边电容阱结环围绕并接触所述正型阱区； 负型阱区，其位于所述负型阱隔离区上并接触所述负型阱隔离区，所述负型阱区围绕并接触所述周边电容阱结环，所述周边电容阱结环位于所述正型阱区和所述负型阱区之间并将其分离； 负型接触区，其位于所述负型阱区上并接触所述负型阱区； 正型接触区，其围绕并接触所述正型阱区的内部部分，所述正型阱区的所述内部部分位于所述正型接触区的中心内； 浅沟槽隔离环，其位于所述周边电容阱结环上并接触所述周边电容阱结环，所述浅沟槽隔离环位于所述负型接触区和所述正型接触区之间并将其分离； 第一欧姆金属层，其在所述正型接触区上；以及 第二欧姆金属层，其在所述正型阱区上，所述第一欧姆金属层在结处接触所述第二欧姆金属层，所述结包括所述肖特基势垒二极管的肖特基势垒。
7.根据权利要求6的正型肖特基势垒二极管，所述周边电容阱结环包含下列之一 未掺杂材料； 具有低于所述正型阱区的掺杂浓度的正掺杂材料；以及 具有低于所述正型阱区的掺杂浓度的负掺杂材料。
8.根据权利要求6的正型肖特基势垒二极管，所述正型阱区包括接触所述负型阱隔离区的下部，以及 所述正型阱区的所述内部部分具有小于所述正型阱区的所述下部的周长。
9.根据权利要求6的正型肖特基势垒二极管，所述负型阱区具有接触所述正型衬底的下部，所述负型阱区的所述下部接触并围绕所述负型阱隔离区。
10.根据权利要求6的正型肖特基势垒二极管，所述负型接触区具有高于所述负型阱区的掺杂浓度；以及 所述正型接触区具有高于所述正型阱区的掺杂浓度。
11.一种形成肖特基势垒二极管的方法，其包括 在第一类型衬底上形成第二类型阱隔离区； 在所述第二类型阱隔离区上形成第一类型阱区； 在所述第二类型阱隔离区上形成周边电容阱结环； 在所述第二类型阱隔离区上形成第二类型阱区，使得所述周边电容阱结环位于所述第一类型阱区和所述第二类型阱区之间并将其分离； 在所述第二类型阱区上形成第二类型接触区； 形成第一类型接触区，其围绕并接触所述第一类型阱区的内部部分，使得所述第一类型阱区的所述内部部分为位于所述第一类型接触区的中心内；以及在至少所述第一类型接触区和所述第一类型阱区上形成硅化物； 所述硅化物的形成在所述第一类型接触区上形成第一欧姆金属层，且在所述第一类型阱区上形成第二欧姆金属层；以及 所述第一欧姆金属层在结处接触所述第二欧姆金属层，所述结包括所述肖特基势垒二极管的肖特基势垒。
12.根据权利要求11的形成肖特基势垒二极管的方法，所述周边电容阱结环被形成为包含下列之一 未掺杂材料； 具有低于所述第一类型阱区的掺杂浓度的第一掺杂材料；以及 具有低于所述第一类型阱区的掺杂浓度的第二掺杂材料。
13.根据权利要求11的形成肖特基势垒二极管的方法，所述第一类型阱区被形成为包括接触所述第二类型阱隔离区的下部，且所述第一类型阱区的所述内部部分被形成为具有小于所述第一类型阱区的所述下部的周长。
14.根据权利要求11的形成肖特基势垒二极管的方法，所述第二类型阱区被形成为具有接触所述第一类型衬底的下部，且使得所述第二类型阱区的所述下部接触并围绕所述第二类型阱隔离区。
15.根据权利要求11的形成肖特基势垒二极管的方法， 所述第二类型接触区被形成为具有高于所述第二类型阱区的掺杂浓度；以及 所述第一类型接触区被形成为具有高于所述第一类型阱区的掺杂浓度。
16.一种形成正型肖特基势垒二极管的方法，其包括 在正型衬底上形成负型阱隔离区； 在所述负型阱隔离区上形成正型阱区； 在所述负型阱隔离区上形成周边电容阱结环，使得所述周边电容阱结环围绕并接触所述正型阱区； 在所述负型阱隔离区上形成负型阱区，使得所述负型阱区围绕并接触所述周边电容阱结环，且使得所述周边电容阱结环位于所述正型阱区和所述负型阱区之间并将其分离；在所述负型阱区上形成负型接触区； 形成正型接触区，其围绕并接触所述正型阱区的内部部分，使得所述正型阱区的所述内部部分位于所述正型接触区的中心内； 在所述周边电容阱结环上形成浅沟槽隔离环，使得所述浅沟槽隔离环位于所述负型接触区和所述正型接触区之间并将其分离；以及 在至少所述正型接触区和所述正型阱区上形成硅化物； 所述硅化物的形成在所述正型接触区上形成第一欧姆金属层，且在所述正型阱区上形成第二欧姆金属层；以及 所述第一欧姆金属层在结处接触所述第二欧姆金属层，所述结包括所述肖特基势垒二极管的肖特基势垒。
17.根据权利要求16的形成正型肖特基势垒二极管的方法，所述周边电容阱结环被形成为包含下列之一 未掺杂材料； 具有低于所述正型阱区的掺杂浓度的正掺杂材料；以及 具有低于所述正型阱区的掺杂浓度的负掺杂材料。
18.根据权利要求16的形成正型肖特基势垒二极管的方法， 所述正型阱区被形成为包括接触所述负型阱隔离区的下部，且所述正型阱区的所述内部部分被形成为具有小于所述正型阱区的所述下部的周长。
19.根据权利要求16的形成正型肖特基势垒二极管的方法， 所述负型阱区被形成为具有接触所述正型衬底的下部，且使得所述负型阱区的所述下部接触并围绕所述负型阱隔离区。
20.根据权利要求16的形成正型肖特基势垒二极管的方法， 所述负型接触区被形成为具有高于所述负型阱区的掺杂浓度；以及 所述正型接触区被形成为具有高于所述正型阱区的掺杂浓度。
21.一种设计结构，其体现在设计处理中所使用的机器可读取介质中，所述设计结构包括肖特基势垒二极管，其包括 第一类型衬底；第二类型阱隔离区，其在所述第一类型衬底上；第一类型阱区，其在所述第二类型阱隔离区上； 周边电容阱结环，其在所述第二类型阱隔离区上； 第二类型阱区，其在所述第二类型阱隔离区上，所述周边电容阱结环为位于所述第一类型阱区和所述第二类型阱区之间并将其分离； 第二类型接触区，其在所述第二类型阱区上； 第一类型接触区，其接触所述第一类型阱区的内部部分，所述第一类型阱区的所述内部部分位于所述第一类型接触区的中心内； 第一欧姆金属层，其在所述第一类型接触区上；以及 第二欧姆金属层，其在所述第一类型阱区上，所述第一欧姆金属层在结处接触所述第二欧姆金属层，所述结包括所述肖特基势垒二极管的肖特基势垒。
22.根据权利要求21的设计结构，其中所述设计结构包含网表。
23.根据权利要求21的设计结构，其中所述设计结构作为用于集成电路的布局数据的交换的数据格式而位于储存介质上。
24.根据权利要求21的设计结构，其中所述设计结构包括测试数据、特性数据、验证数据或设计规格中的至少一种。
全文摘要
一种肖特基势垒二极管包括第一类型衬底(100)；第二类型阱隔离区(102)，其在所述第一类型衬底上；以及第一类型阱区(110)，其在所述第二类型阱隔离区上。对于在此的实施例，称为周边电容阱结环(106)的特征在所述第二类型阱隔离区上。第二类型阱区(104)在所述第二类型阱隔离区上。所述周边电容阱结环为位于所述第一类型阱区和所述第二类型阱区之间并将其分离。第二类型接触区(108)在所述第二类型阱区上，且第一类型接触区(112)接触所述第一类型阱区的内部部分。所述第一类型阱区的内部部分位于所述第一类型接触区的中心内。此外，第一欧姆金属层(124)为在所述第一类型接触区上，且第二欧姆金属层(126)在所述第一类型阱区上。所述第一欧姆金属层在构成所述肖特基势垒二极管的肖特基势垒的结处接触所述第二欧姆金属层。
文档编号H01L29/47GK103003949SQ201180035318
公开日2013年3月27日 申请日期2011年6月29日 优先权日2010年7月21日
发明者F·G·安德森, J·E·拉里, R·M·拉塞尔, M·E·施帝哈姆 申请人:国际商业机器公司