纳米硅肖特基二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种纳米硅肖特基二极管，它是以低电阻率单晶硅为基片，在其上沉积一层掺杂纳米硅薄膜，在纳米硅薄膜上有多层金属膜。本实用新型专利技术的产品温度稳定性好，可在～２５０℃高温下正常使用；在击穿之前，反向漏电流仅为纳安（ｎＡ）量级并具有极低的噪音系数；开关时间τｒ≤２．０ｎｓ。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术是关于一种纳米硅二极管，更特别的是关于一种纳米硅肖特基二极管(Nano-silicon films Schottky diode)。肖特基二极管(Schottky diode)是利用金属和半导体在其交界表面形成的表面势垒并利用其特性制成的二极管。它的器件结构和整流特性完全不同于通常的P-N结二极管。当肖特基二极管处于正向导通时，电子从n型半导体一边流向金属，这时电子是多数载流子。当它注入金属层后不存在所谓少数载流子积累问题(象通常P-N结中那样)，不会发生在接触势垒两边电荷的存贮，从而使它的开关时间远比一般二极管为快。所以它在超高速器件，微波电路及高速集成电路中有广泛用途。如济南吉福半导体有限公司生产的肖特基二极管(使用C-Si材料)占国内同类产品的80％，供不应求，年创汇600万美元。然而，据我们了解他们的肖特基二极管产品电参数在几个方面抵不上我们所设计的纳米硅肖特基二极管。表1 济南吉福半导体有限公司生产的肖特基二极管电参数 表2 济南吉福半导体有限公司生产的功率肖特基二极管电参数 本技术的目的是提供一种纳米硅肖特基二极管，其不仅含蓄了现有单晶硅肖特基二极管的性能，而且又把纳米硅薄膜的特性融合了进来，构成一种完全新型结构并具有优异性能的纳米硅肖特基二极管。本技术的这个以及其它目的将通过下列详细说明和描述来进一步体现和说明。在本技术中，纳米硅肖特基二极管是以低电阻率单晶硅为基片，在其上沉积一层掺杂纳米硅薄膜，在纳米硅薄膜上有多层金属膜；多层金属膜可以采用钛、铂和钨金属膜，可以单独采用钛、铂和钨金属膜中的一种，也可以多层使用。进一步的，本技术的纳米硅肖特基二极管，所述的掺杂可以是掺磷或硼元素。本技术的纳米硅肖特基二极管，以N型低电阻率C-Si为基片，在其上有约1微米厚二氧化硅绝缘层，在绝缘层上刻有一排排整齐小窗口，面积为400×400(μm)2或200×200(μm)2，然后沉积3～5微米厚的掺磷纳米硅膜。除窗口内有纳米硅薄膜外，其余地方无纳米硅薄膜，在窗口内纳米硅薄膜上有金属层。本技术的纳米硅肖特基二极管与现有技术相比具有以下优点1、温度稳定性好，可在～250℃高温下正常使用；2、在击穿之前，反向漏电流仅为纳安(nA)量级并具有极低的噪音系数；3、开关时间τr≤2.0ns，远低于济南吉福半导体有限公司生产的肖特基二极管。以下通过附图及其说明来进一步说明本技术。附图说明图1是本技术产品的示意图。在图1中，符号1代表低电阻率单晶硅，符号2代表纳米硅薄膜，符号3代表多层金属膜，符号4代表二氧化硅绝缘膜，符号5代表钝化膜。参考图1，本技术的纳米硅肖特基二极管，以低电阻率单晶硅1为基片，使用热氧化法生长一层二氧化硅绝缘膜并刻出一排排小窗口，然后再在其上沉积一层掺杂纳米硅薄膜2，在纳米硅薄膜2上有多层金属膜3；所述的多层金属膜3可以采用钛、铂和钨金属膜，可以单独采用钛、铂和钨金属膜中的一种，也可以多层使用；所述的掺杂可以掺磷或硼元素。进一步的，本技术的纳米硅肖特基二极管是以N型低电阻率C-Si为基片，在其上有约1微米厚二氧化硅4绝缘层；并刻出一排排400×400(μm)2或200×200(μm)2大小的窗口，然后再在其上沉积3～5微米厚的掺磷N型纳米硅薄膜2。本技术的纳米硅肖特基二极管的器件结构及生产方法如下1、以N型低电阻率C-Si为基片(三时或四时大园片)，用半导体平面工艺中热氧化方法生成约1微米厚SiO2绝缘层；2、用平面工艺光刻技术，在绝缘层上刻出一排排整齐的小窗口，窗口面积可按需要刻制成400×400(μm)2或200×200(μm)2等；3、使用PECVD薄膜沉积技术在大园片上沉积3～5微米厚的掺磷n型纳米硅薄膜，薄膜电阻率可按器件需要选定，如1000～2000欧姆/口，窗口内纳米硅薄膜与基片为良好的欧姆接触；4、使用光刻技术把窗口外边的纳米硅膜腐蚀掉，只留下窗口内的纳米硅膜为工作层；5、使用蒸发法将特种金属(如Ti、Pd、Pt、Au、W)等沉积在纳米硅膜顶端，形成单层或多层金属膜；6、在顶端附盖一层大约1微米厚钝化保护层5(如Si3N4)然后在大约500℃温度下进行热处理使之形成肖特基结(金属-半导体结)；7、蒸发背电极形成欧姆接触，完成器件结构；8、切片，压焊电极，封装管壳。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米硅肖特基二极管，其特征在于以低电阻率单晶硅为基片，在其上沉积一层掺杂纳米硅薄膜，在纳米硅薄膜上有多层金属膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种纳米硅肖特基二极管，其特征在于以低电阻率单晶硅为基片，在其上沉积一层掺杂纳米硅薄膜，在纳米硅薄膜上有多层金属膜。2.如权利要求1所述的纳米硅肖特基二极管，其特征在于多层金属膜可以采用钛、铂和钨金属膜。3.如权利要求2所述的纳米硅肖特基二极管，其特征在于二极管中的金属膜可以单独采用钛、铂和钨金属膜中的一种，也可以多层使用。4.如权利要求1所述的纳米硅肖特基二极管，其特征在于所述的掺杂可以掺磷或硼元素。5.如权利要求1所述的纳米硅肖特基二极管，其特征在于以N型低电阻率C-Si为...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宇亮，刘明，
申请(专利权)人：何宇亮，李爱刚，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]