肖特基二极管及其制造方法_2

文档序号:9812528阅读:来源:国知局
构相对于现有结构中PN结的边缘都位于有源区的表面的情形,本发明的金半接触结两边的PN结的边缘都位于场氧下,能增加PN结的击穿电压,降低其反向漏电流,从而能增加整个肖特基二极管的击穿电压以及降低肖特基二极管的反向漏电。
[0043]本发明的金半接触结的金属是通过去除场氧后形成,即能采用金属硅化物也能采用阻挡金属层,金半接触结的金属的选用灵活,如能够消除现有技术中在Co硅化物工艺中不能实现Ti硅化物结构的肖特基二极管的限制。
【附图说明】
[0044]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明:
[0045]图1是现有肖特基二极管的结构图;
[0046]图2是本发明实施例一肖特基二极管的结构图;
[0047]图3是本发明实施例二肖特基二极管的结构图。
【具体实施方式】
[0048]如图2所示,是本发明实施例一肖特基二极管的结构图;本发明第一实施例肖特基二极管形成于半导体衬底上,本发明第一实施例中所述半导体衬底为硅衬底,在所述硅衬底中形成有深N阱I。在所述半导体衬底上形成有场氧2,由所述场氧2隔离出有源区。
[0049]肖特基二极管包括金半接触结和位于所述金半接触结周侧的PN结。
[0050]所述金半接触结的N型区由位于所述场氧2的底部的形成于所述半导体衬底中的N型掺杂区组成,本发明第一实施例中,所述N型掺杂区直接由所述深N阱I组成;较佳为,所述深N阱I的掺杂浓度不超过le7cm—3。。
[0051]所述金半接触结的金属4由将所述场氧2的位于所述金半接触结区域的部分去除后形成在所述金半接触结的N型区表面的金属4组成。
[0052]比较图1和图2所示可知,本发明第一实施例的所述金半接触结位于所述场氧2的底部,相对于有源区即所述场氧2所围绕的半导体衬底表面,所述场氧2的底部的表面态密度更小,所以本发明第一实施例的所述金半接触结的性能稳定性更好。
[0053]所述PN结的P型区3形成于所述金半接触结对应的所述场氧2周侧的所述有源区中,所述PN结的P型区3由P阱组成。图2为肖特基二极管的剖面图,显示为所述PN结的P型区3形成于所述金半接触结对应的所述场氧2两侧。
[0054]组成所述金半接触结的N型区的N型掺杂区同时延伸到所述金半接触结对应的所述场氧2周侧的所述有源区中并将所述PN结的P型区3包围从而组成所述PN结的N型区,即本发明第一实施例中所述PN结的N型区也是由所述深N阱I组成。
[0055]所述PN结的P型区3的底部区域还延伸到所述场氧2的底部并且所述金半接触结相交叠。比较图1和图2所示可知,本发明第一实施例的所述PN结的P型区3的底部延伸到所述场氧2的底部,这能增加PN结的击穿电压,降低其反向漏电流,从而能增加整个肖特基二极管的击穿电压以及降低肖特基二极管的反向漏电。
[0056]本发明第一实施例中,所述金半接触结的金属4为金属硅化物或阻挡金属层,其中,所述金属娃化物能为TiSi,CoSi,NiSi ;所述阻挡金属层能为Ti或TiN。
[0057]所述场氧2为局部场氧2或浅沟槽场氧2。
[0058]组成所述金半接触结的N型区和所述PN结的N型区的N型掺杂区即所述深N阱I中形成有N+区5,该N+区5通过接触孔8连接到阴极1。
[0059]所述PN结的P型区3通过接触孔8连接到阳极9,所述金半接触结的金属4通过接触孔8a连接到阳极9。
[0060]本发明第一实施例中,在所述金半接触结的金属4之后,所述场氧2被去除的区域被介质层填充,如在后续形成层间膜7时一起被填充,之后通过穿过了所述层间膜7以及被重新填充介质层后的所述场氧2的接触孔8a实现金属4和阳极9的连接,可知,接触孔8a为一深孔接触。接触孔8则仅穿过层间膜7。
[0061]如图3所示,是本发明实施例二肖特基二极管的结构图,本发明第二实施例和本发明第一实施例器件的区别之处在于:本发明第二实施例的所述金半接触结的金属4通过接触孔Sb连接到阳极9。在形成所述金半接触结的金属4之后,所述场氧2被去除的区域没有被介质层填充,而是直接填充金属,所以所述接触孔Sb和横向尺寸和所述金半接触结的金属4的相同。
[0062]如图2所示,本发明第一实施例肖特基二极管的制造方法中肖特基二极管包括金半接触结和位于所述金半接触结周侧的PN结,包括如下步骤:
[0063]步骤一、提供一半导体衬底,在所述半导体衬底中形成N型掺杂区UN型掺杂区I的掺杂浓度不超过Ie7cm—3,N型掺杂区I能采用N型高阻衬底,能进行外延生长N型高阻薄膜形成,还能采用N型杂质的离子注入,然后进炉管进行退火形成。本发明第一实施例方法中所述N型掺杂区为深N阱I。
[0064]步骤二、在所述半导体衬底上形成场氧2,由所述场氧2隔离出有源区,所述N型掺杂区位于所述场氧2底部且延伸到所述有源区中。所述场氧2为局部场氧或浅沟槽场氧。
[0065]步骤三、进行P型离子注入在所述有源区中形成所述PN结的P型区3,所述PN结的P型区3由P阱组成,P型离子注入的杂质为硼,注入之后进行热退火所述P阱3。所述有源区中的所述N型掺杂区将所述PN结的P型区3包围并组成所述PN结的N型区。
[0066]进行N+离子注入加快速热退火工艺在所述N型掺杂区的引出区域中形成N+区5,所述N+区5形成于所述金半接触结和所述PN结之外的有源区中。所述N+区5用于将所述金半接触结的N型区和所述PN结的N型区通过接触孔8连接到阴极10。
[0067]步骤四、采用光刻刻蚀工艺将所述场氧2的位于所述金半接触结区域的部分去除并露出底部的所述N型掺杂区的表面。
[0068]步骤五、在所述金半接触结区域的所述N型掺杂区表面形成金属并由该金属组成所述金半接触结的金属4。本发明第一实施例方法中,所述金半接触结的金属4为金属硅化物;在形成所述金半接触结的金属4的同时,在所述P型区3和所述N+区5的表面也都形成所述金属娃化物6。两者同时形成,能够节约工艺步骤,节约工艺成本。所述金属娃化物6为TiSi,CoSi,NiSi0
[0069]所述金半接触结的N型区由位于所述场氧2的底部的所述N型掺杂区组成;所述PN结的P型区3的底部区域还延伸到所述场氧2的底部并且所述金半接触结相交叠。
[0070]之后形成层间膜7、接触孔8和8a和正面金属图形,所述正面金属图形包括阳极9和阴极10;所述PN结的P型区3通过接触孔8连接到阳极9,所述金半接触结的金属4通过接触孔8a连接到所述阳极9;所述N+区5通过接触孔8连接到所述阴极10。
[0071]如图3所示,本发明第二实施例肖特基二极管的制造方法中肖特基二极管包括金半接触结和位于所述金半接触结周侧的PN结,包括如下步骤:
[0072]步骤一、提供一半导体衬底,在所述半导体衬底中形成N型掺杂区UN型掺杂区I的掺杂浓度不超过Ie7cm—3,N型掺杂区I能采用N型高阻衬底,能进行外延生长N型高阻薄膜形成,还能采用N型杂质的离子注入,然后进炉管进行退火形成。本发明第二实施例方法中所述N型掺杂区为深N阱I。
[0073]步骤二、在所述半导体衬底上形成场氧2,由所述场氧2隔离出有源区,所述N型掺杂区位于所述场氧2底部且延伸到所述有源区中。所述场氧2为局部场氧或浅沟槽场氧。
[0074]步骤三、进行P型离子注入在所述有源区中形成所述PN结的P型区3,所述PN结的P型区3由P阱组成,P型离子注入的杂质为硼,注入之后进行热退火所述P阱3。所述有源区中的所述N型掺杂区将所述PN结的P型区3包围并组成所述PN结的N型区。
[0075]进行N+离子注入加快速热退火工艺在所述N型掺杂区的引出区域中形成N+区5,所述N+区5形成于所述金半接触结和所述PN结之外的有源区中。所
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