肖特基势垒整流器及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种肖特基势垒整流器及其制备方法，其方法包括如下步骤：在半导体层的表面沉积肖特基势垒层；在肖特基势垒层的表面沉积阻挡层；在阻挡层的表面沉积反向漏电流抑制层；在反向漏电流抑制层的表面形成第一电极层；在半导体层的背面形成第二电极层；其中，反向漏电流抑制层的功函数高于肖特基势垒层的功函数。其通过在肖特基势垒层上依次形成阻挡层和反向漏电流抑制层，从而通过调节肖特基势垒层与阻挡层的总厚度来实现肖特基势垒高度的调节。并且，其可在较大范围内实现功函数的连续调节。同时，阻挡层、反向漏电流抑制层和第一电极层均与传统工艺兼容，由此降低了生产难度，同时还降低了溅射靶材数量，实现了更高精度的功函数调整。

【技术实现步骤摘要】
肖特基势垒整流器及其制备方法
本专利技术涉及半导体
，特别是涉及一种肖特基势垒整流器及其制备方法。
技术介绍
当前社会，功率半导体器件在电源转换领域具有无可替代的作用。在10V—200V的电压范围内，由于肖特基势垒整流器具有低的导通压降、优异的反向恢复特性等特点成为目前最主流的整流器件。通常，终端应用的不同需要不同导通压降的肖特基二极管。而调节肖特基势垒二极管的正向导通压降最有效的方式之一则是调整肖特基势垒高度。目前，在加工过程中调整肖特基势垒高度通常采用不同类型的势垒金属。这需要采购多种不同种类的金属溅射靶材。在加工过程中，考虑金属间的交叉沾污，对于不同的溅射靶材，需要配置溅射台(或蒸发台)，这就增加了肖特基势垒二极管芯片的制造成本，且不同势垒金属后续的加工工艺也差异很大，对设备配置、工艺管控、生产管理要求也很高。个别极端情况下，通过选择不同的溅射靶材甚至很难满足终端应用对更小精度内调节正向导通压降的要求，由此增加了器件的制造成本，提高制备工艺难度，延长器件产品的生产周期。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的调整肖特基势垒高度方式增加制造成本，提高制备工艺难度的问题，提供一种肖特基势垒整流器及其制备方法。基于上述目的，本专利技术提供的一种肖特基势垒整流器制备方法，其包括如下步骤：在半导体层的表面沉积肖特基势垒层；在所述肖特基势垒层的表面沉积阻挡层；在所述阻挡层的表面沉积反向漏电流抑制层；在所述反向漏电流抑制层的表面形成第一电极层；在所述半导体层的背面形成第二电极层；其中，所述反向漏电流抑制层的功函数高于所述肖特基势垒层的功函数。在其中一个实施例中，所述肖特基势垒层采用溅射工艺并经过快速退火沉积形成；且在形成所述肖特基势垒层时，退火温度为600℃～900℃。在其中一个实施例中，所述肖特基势垒层的成分是TiSi2。在其中一个实施例中，所述反向漏电流抑制层的成分是Al。在其中一个实施例中，所述阻挡层的成分是TiN。在其中一个实施例中，所述肖特基势垒层的厚度与所述阻挡层的厚度之和的取值范围为：在其中一个实施例中，所述肖特基势垒层的厚度取值范围为：在其中一个实施例中，所述反向漏电流抑制层的厚度取值范围为：相应的，基于上述任一种肖特基势垒整流器制备方法，本专利技术还提供了一种肖特基势垒整流器，其包括半导体层、第一电极层、肖特基势垒层、阻挡层、反向漏电流抑制层和第二电极层；其中，所述肖特基势垒层、所述阻挡层和所述反向漏电流抑制层形成于所述第一电极层与所述第二电极层之间；所述肖特基势垒层形成于所述半导体层的表面；所述阻挡层形成于所述肖特基势垒层的表面；所述反向漏电流抑制层形成于所述阻挡层的表面；所述第一电极层形成于所述反向漏电流抑制层的表面；所述第二电极层形成于所述半导体层的背面；所述反向漏电流抑制层的功函数高于所述肖特基势垒层的功函数。在其中一个实施例中，所述反向漏电流抑制层的功函数高于所述阻挡层的功函数。在其中一个实施例中，所述肖特基势垒层的功函数与所述阻挡层的功函数相同。上述肖特基势垒整流器及其制备方法，其通过在肖特基势垒层上依次形成阻挡层和反向漏电流抑制层，使得肖特基势垒层与阻挡层的总厚度形成等效的肖特基势垒高度，从而通过调节肖特基势垒层与阻挡层的总厚度来实现肖特基势垒高度的调节。其中，肖特基势垒层与阻挡层的总厚度所形成的肖特基势垒高度随肖特基势垒层与阻挡层的总厚度的增加而减小。并且，其可在较大范围内实现功函数的连续调节。同时，阻挡层、反向漏电流抑制层和第一电极层均与传统工艺兼容，由此降低了生产难度，同时还降低了溅射靶材数量，实现了更高精度的功函数调整。附图说明图1为采用传统工艺制备的肖特基势垒整流器的剖面结构示意图；图2为采用本专利技术的肖特基势垒整流器制备方法制备的肖特基势垒整流器的剖面结构示意图；图3为本专利技术的肖特基势垒整流器的等效肖特基势垒高度与金属厚度之间的关系图。具体实施方式为使本专利技术技术方案更加清楚，以下结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。其中，应当说明的是，以下描述包括帮助理解的各种具体细节，但是这些细节将被视为仅是示例性的。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本公开的范围和精神的情况下，可对本文所述的各种实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和简洁，公知功能和构造的描述可被省略。以下描述和权利要求书中所使用的术语和词汇不限于文献含义，而是仅由专利技术人用来使本公开能够被清晰和一致地理解。因此，对于本领域技术人员而言应该明显的是，提供以下对本公开的各种实施例的描述仅是为了示例性目的，而非限制由所附权利要求及其等同物限定的本公开的目的。应该理解，除非上下文明确另外指示，否则单数形式也包括复数指代。因此，例如，对“组件表面”的引用包括对一个或更多个这样的表面的引用。参考图1，为采用传统工艺制备的肖特基势垒整流器的剖面结构示意图。其中，在衬底110的表面依次沉积外延层120、介质层130、填充层140后，再在填充层140的表面以及未被填充层140覆盖的外延层120的表面沉积肖特基势垒层150，然后再在肖特基势垒层150的表面沉积第一电极层160，最后再在衬底110的背面沉积形成第二电极层170。其中，在上述常规结构的肖特基二极管制造过程中，肖特基势垒层150通过选择不同种类的金属或金属合金，然后通过高温退火的方式形成势垒高度不同的金属硅化物，从而实现不同的正向导通压降。也就是说，在上述传统结构的肖特基势垒整流器100中，其实现不同的导通压降是听过调整肖特基势垒层150的成分来实现功函数的调节的。硅化物势垒高度ΦBn/eV形成温度/℃TiSi20.55600Ti-W0.54～0.66650ZrSi0.55700CrSi20.57450TaSi20.59850VSi20.6600NiCr-100.642350CoSi20.65600NiV-70.655550NiSi0.66440NiPt-50.67500Al0.7PtSi0.87300表1金属或金属硅化物与n型硅之间的势垒高度以及硅化物形成温度但是，在实际制备过程中，通常可选择的金属种类较为有限，同时实际应用中对肖特基势垒二极管导通压降的要求多种多样，且不同应用之间导通压降变化范围极大。在某些极端情况下，为提升不同应用系统的电源转化效率，甚至会出现要求肖特基整流二极管正向导通压降仅相差10mV的状况，而这种微小的正向导通压降变化范围通过选择不同溅射金属很难实现，通过人工或机器分选的方式会造成巨大的成本开支。并且，参见表1可知，不同金属硅化物的形成温度各不相同，这也就增加了肖特基势垒二极管的制备工艺难度。因此，参考图2，作为本专利技术的肖特基势垒整流器制备方法制备的肖特基势垒整流器200，首先，需要说明的是，在本专利技术的肖特基势垒整流器制备方法中，半导体层具体包括衬底210、外延层220、介质层230以及填充层240。在制备过程中，首先，清洗待加工硅片作为衬底210，其次在衬底210表面依次沉积外延层220、介质层230和填充层240。进而在填充层240表面以及未被填充层240覆盖的外延层220表面沉积肖特基势垒层250。此处，需要说明的是，在本专利技术的肖特基势垒整流器制备方法中，所沉积的肖特基势垒层250优选为Ti、Ni、V、Cr、Pt、Ta、E本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肖特基势垒整流器制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在半导体层的表面沉积肖特基势垒层；在所述肖特基势垒层的表面沉积阻挡层；在所述阻挡层的表面沉积反向漏电流抑制层；在所述反向漏电流抑制层的表面形成第一电极层；在所述半导体层的背面形成第二电极层；其中，所述反向漏电流抑制层的功函数高于所述肖特基势垒层的功函数。

【技术特征摘要】
1.一种肖特基势垒整流器制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在半导体层的表面沉积肖特基势垒层；在所述肖特基势垒层的表面沉积阻挡层；在所述阻挡层的表面沉积反向漏电流抑制层；在所述反向漏电流抑制层的表面形成第一电极层；在所述半导体层的背面形成第二电极层；其中，所述反向漏电流抑制层的功函数高于所述肖特基势垒层的功函数。2.根据权利要求1所述的肖特基势垒整流器制备方法，其特征在于，所述肖特基势垒层采用溅射工艺并经过快速退火沉积形成；且在形成所述肖特基势垒层时，退火温度为600℃～900℃。3.根据权利要求1所述的肖特基势垒整流器制备方法，其特征在于，所述肖特基势垒层的成分是TiSi2。4.根据权利要求1所述的肖特基势垒整流器制备方法，其特征在于，所述反向漏电流抑制层的成分是Al。5.根据权利要求1所述的肖特基势垒整流器制备方法，其特征在于，所述阻挡层的成分是TiN。6.根据权利要求1所述的肖特基势垒整流器制备方法，其特征在于，所述肖特基势垒层的厚度与所述阻挡层的厚度之和的取值范围为：7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马文力，金银萍，杨勇，姚伟明，
申请(专利权)人：扬州国宇电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32