一种具有无源金属PN结半导体装置及其制备方法与流程

文档序号:11557823阅读:217来源:国知局
本发明涉及到一种具有无源金属PN结半导体装置,本发明还涉及一种具有无源金属PN结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PN结已成为最广泛被应用的半导体的器件。在传统的PN结器件中,需要漂移区电场分布呈现三角形分布,在结前沿电场强度最大,随着远离主结电场强度逐渐降低。

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PN结半导体装置及其制备方法。一种具有无源金属PN结半导体装置,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,位于漂移层中,垂直于衬底层,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;第二导电半导体材料区,位于漂移层上表面,为第二导电半导体材料,并且与无源金属区不相连。一种具有无源金属PN结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,反刻蚀金属;在沟槽内形成绝缘材料,反刻蚀绝缘材料;注入杂质,然后进行退火工艺。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。也可以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PN结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PN结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、第二导电半导体材料。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PN结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PN结半导体装置,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;有源第二导电半导体材料5,位于第一导电半导体材料3的表面,为半导体硅材料,表面硼原子的掺杂浓度为1E18/CM3;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,注入硼杂质,然后进行退火工艺,如图1所示。实施例2图2为本发明的一种具有无源金属PN结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PN结半导体装置,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;有源第二导电半导体材料5,位于第一导电半导体材料3的表面,为半导体硅材料,表面硼原子的掺杂浓度为1E18/CM3;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,淀积较厚氮化硅,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,注入硼杂质,然后进行退火工艺,如图2所示。通过上述实例阐述了本发明,同时本发明的半导体结构也可以应用于功率MOS结构器件中,因此本发明不局限于上述具体实例,本发明由所附权利要求范围限定。
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1