肖特基二极管及工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种沟槽屏蔽型的肖特基二极管，其衬底上具有外延，所述外延中，隔离保护环环绕包围有源区，有源区内具有多个沟槽屏蔽电极，本发明专利技术在所述的沟槽底部增加了P阱，沟槽内填充的金属与沟槽内壁之间具有绝缘介质层，沟槽底部没有绝缘介质层，沟槽内的金属与P阱接触连通，通过反向加压时P阱与N型外延层之间形成PN结反偏，沟槽结构形成横向电场，增强器件的抗击穿能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，特别是指一种肖特基二极管，本专利技术还涉及所述肖特基二极管的工艺方法。
技术介绍
肖特基二极管(SchottkyBarrierD1de,缩写成SBD),不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属一半导体结原理制作的。因此，SBD也称为金属一半导体(接触)二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。金属作为正极，半导体端作为负极的二极管，典型的肖特基二极管是以N型半导体为衬底，在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层，阳极使用钥或铝等材料制成阻档层，用二氧化硅来消除边缘区域的电场，提高管子的耐压值。其结构如图1所示，其中I是衬底，2是外延，外延2中具有多个填充有金属的沟槽型的屏蔽电极7 (隔离保护环结构图中未示)，沟槽顶部淀积有金属与沟槽内的金属连通。该二极管通过沟槽型结构在反向加压下形成横向电场来保护肖特基结，从而提高肖特基结的击穿电压，具有开关频率高、正向压降低等优点，缺点是其击穿电压较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种肖特基二极管，其具有更高的击穿电压。本专利技术所要解决的另一技术问题是提供所述肖特基二极管的工艺方法。为解决上述问题，本专利技术所述的一种肖特基二极管，在衬底上具有外延，外延中具有隔离保护环，所述的隔离保护环环绕包围有源区，在有源区中具有多个沟槽屏蔽电极，其特征在于:所述的沟槽屏蔽电极，其沟槽填充有金属，且沟槽侧壁具有绝缘介质层将填充的金属与外延隔离；所述沟槽底部没有绝缘介质层，沟槽下方具有P阱，沟槽内的金属与下方的P阱直接接触连通。进一步地，所述沟槽内填充的金属为钛/氮化钛和钨。本专利技术所述的肖特基二极管的工艺方法，包含如下工艺步骤:第I步，在衬底上的外延中，进行隔离保护环的注入；第2步，整个器件表面进行场氧生长；第3步，进行有源区注入；第4步，有源区沟槽刻蚀；第5步，沟槽内氧化膜生长，并刻蚀掉沟槽底部的氧化膜以露出底部的硅；第6步，沟槽底部P阱注入；第7步，沟槽内金属填充；第8步，层间介质淀积并刻蚀；第9步，沟槽顶部金属淀积。进一步地，所述第5步中，氧化膜只形成于沟槽内壁，沟槽底部没有氧化膜。进一步地，所述第7步中，沟槽内填充的金属包含钛/氮化钛和钨。进一步地,所述第9步中,沟槽顶部淀积的金属包含钛/氮化钛。本专利技术所述的，通过在沟槽型屏蔽电极的底部增加注入形成P阱，当反向加压时，沟槽底部的P阱与N型外延层之间形成反向PN结，沟槽结构形成横向电场，两项肖特基结保护叠加实施，使器件具有更高的击穿电压。【附图说明】图1是传统肖特基二极管的结构示意图。图2?10是本专利技术工艺步骤示意图。图11是本专利技术工艺步骤流程图。附图标记说明I是N型衬底，2是N型外延，3是P阱，4是顶层金属层，5是场氧，6是隔离保护环，7是沟槽型屏蔽电极，8是沟槽侧壁氧化层，9是钛/氮化钛，10是钨，11是层间介质。【具体实施方式】本专利技术所述的肖特基二极管，如图10所示，在N型衬底I上具有N型外延2，外延2中具有隔离保护环6，所述的隔离保护环6是环绕包围有源区，在有源区中具有多个沟槽屏蔽电极7，所述的沟槽屏蔽电极7，其沟槽填充有金属，一般为钛/氮化钛和钨，且沟槽侧壁具有绝缘介质层8将填充的金属与外延2隔离；所述沟槽底部没有绝缘介质层8，沟槽下方具有P阱3，沟槽内的金属与下方的P阱3直接接触连通。本专利技术所述的肖特基二极管的工艺方法，包含如下工艺步骤:第I步，如图2所示，在N型衬底I上的外延2中，进行隔离保护环6的注入。第2步，如图3所示，整个器件表面进行场氧5生长。第3步，如图4所示，进行有源区注入。第4步，如图5所示，有源区沟槽刻蚀。第5步，如图6所示，沟槽内氧化膜生长。氧化膜8形成于沟槽内壁，而沟槽底部的氧化膜6通过刻蚀工艺完全刻蚀掉以露出沟槽底部的硅，沟槽底部没有氧化膜6覆盖。第6步，如图7所示，沟槽底部P阱3注入。P阱形成于沟槽下方。第7步，如图8所示，沟槽内金属填充。填充时，先淀积一层钛/氮化钛9，然后再填充满金属钨10。第8步，淀积一层层间介质11，并刻蚀，如图9所示。第9步,如图10所示,沟槽顶部金属淀积一层钛/氮化钛9,再淀积一层金属4,并刻蚀，形成顶层金属，再进行如背面研磨工艺，淀积形成背面金属(背面金属图中未示出)，最终器件完成。以上仅为本专利技术的优选实施例，并不用于限定本专利技术。对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【主权项】1.一种肖特基二极管，在衬底上具有外延，外延中具有隔离保护环，所述的隔离保护环环绕包围有源区，在有源区中具有多个沟槽屏蔽电极，其特征在于:所述的沟槽屏蔽电极，其沟槽填充有金属，且沟槽侧壁具有绝缘介质层将填充的金属与外延隔离；所述沟槽底部没有绝缘介质层，沟槽下方具有P阱，沟槽内的金属与下方的P阱直接接触连通。2.如权利要求1所述的肖特基二极管，其特征在于:所述沟槽内填充的金属为钛/氮化钛和鹤。3.如权利要求1所述的肖特基二极管的工艺方法，其特征在于:包含如下工艺步骤: 第I步，在衬底上的外延中，进行隔离保护环的注入； 第2步，整个器件表面进行场氧生长； 第3步，进行有源区注入； 第4步，有源区沟槽刻蚀； 第5步，沟槽内氧化膜生长，并刻蚀掉沟槽底部的氧化膜以露出底部的硅； 第6步，沟槽底部P阱注入； 第7步，沟槽内金属填充； 第8步,层间介质淀积并刻蚀； 第9步，沟槽顶部金属淀积，以及硅片背面研磨，淀积背面金属。4.如权利要求3所述的一种射频LDMOS器件的工艺方法，其特征在于:所述第5步中，氧化膜只形成于沟槽内壁，沟槽底部没有氧化膜。5.如权利要求3所述的一种射频LDMOS器件的制造方法，其特征在于:所述第7步中，沟槽内填充的金属包含钛/氮化钛和钨。6.如权利要求3所述的一种射频LDMOS器件的制造方法，其特征在于:所述第9步中，沟槽顶部淀积的金属包含钛/氮化钛。【专利摘要】本专利技术公开了一种沟槽屏蔽型的肖特基二极管，其衬底上具有外延，所述外延中，隔离保护环环绕包围有源区，有源区内具有多个沟槽屏蔽电极，本专利技术在所述的沟槽底部增加了P阱，沟槽内填充的金属与沟槽内壁之间具有绝缘介质层，沟槽底部没有绝缘介质层，沟槽内的金属与P阱接触连通，通过反向加压时P阱与N型外延层之间形成PN结反偏，沟槽结构形成横向电场，增强器件的抗击穿能力。【IPC分类】H01L29-872, H01L29-06, H01L21-329【公开号】CN104752521【申请号】CN201310729326【专利技术人】周颖, 丛茂杰 【申请人】上海华虹宏力半导体制造有限公司【公开日】2015年7月1日【申请日】2013年12月26日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肖特基二极管，在衬底上具有外延，外延中具有隔离保护环，所述的隔离保护环环绕包围有源区，在有源区中具有多个沟槽屏蔽电极，其特征在于：所述的沟槽屏蔽电极，其沟槽填充有金属，且沟槽侧壁具有绝缘介质层将填充的金属与外延隔离；所述沟槽底部没有绝缘介质层，沟槽下方具有P阱，沟槽内的金属与下方的P阱直接接触连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周颖，丛茂杰，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31