一种基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法，包括衬底、形成在衬底上表面的第一外延层、间隔排列在第一外延层内的至少三个沟槽，沟槽内填充有第二外延层，形成在两个沟槽之间的第一注入区、位于第一注入区上并与第一外延层上表面齐平的第二注入区、形成在第二注入区上表面的第一金属层、形成在第二外延层上表面与第一金属层连接的第二金属层、以及形成在衬底下表面的第三金属层。起到了抑制器件漏电流的作用，改善了器件的反向阻断能力，提高了器件的工作性能，也提升了电源管理系统的工作效率。管理系统的工作效率。管理系统的工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体芯片制造工艺
，尤其涉及一种基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法。

技术介绍

[0002]功率二极管是电路系统的关键部件，广泛适用于在高频逆变器、数码产品、发电机、电视机等民用产品和卫星接收装置、导弹及飞机等各种先进武器控制系统和仪器仪表设备的军用场合。为了满足低功耗、高频、高温、小型化等应用要求对其的耐压、导通电阻、开启压降、反向恢复特性、高温特性等越来越高。
[0003]通常应用的有普通整流二极管、肖特基二极管、PIN 二极管。它们相互比较各有特点：肖特基整流管具有较低的通态压降，较大的漏电流，反向恢复时间几乎为零；而PIN快恢复整流管具有较快的反向恢复时间，但其通态压降很高，在快速充电电源管理系统中，器件的通态压降、反向恢复时间直接影响了器件的性能，通常采用肖特基二极管和PIN二极管复合，使用肖特基二极管保证导通性能。由于肖特基二极管在制备过程中采用注入方式容易出现浓度不均匀而出现注入损伤，很难保证肖特基二极管的漏电流，从而导致系统的工作效率较低。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种可以抑制器件漏电流、改善器件反向阻断能力和提升充电电源管理系统工作效率的基于电源管理系统的肖特基二极管，来解决上述存在的技术问题，具体采用以下技术方案来实现。
[0005]本专利技术提供了一种基于电源管理系统的肖特基二极管，包括：提供第一导电类型的衬底，在所述衬底上形成第一导电类型的第一外延层；在所述第一外延层内刻蚀形成间隔排列的至少三个沟槽，向每个所述沟槽内填充第一导电类型的第二外延层；向位于两个所述沟槽之间的第一外延层上依次进行离子注入形成第二导电类型的第一注入区、位于所述第一注入区上并与所述第一外延层上表面齐平的第二导电类型的第二注入区；先在所述第二注入区上表面形成第一金属层并进行第一次热退火，之后在所述第二外延层上表面制备与所述第一金属层连接的第二金属层并进行第二次热退火，第二次热退火温度低于第一次热退火温度；在所述衬底下表面制备第三金属层，得到基于电源管理系统的肖特基二极管。
[0006]作为上述技术方案的进一步改进，所述沟槽的深度小于所述沟槽之间的距离。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。
[0008]作为上述技术方案的进一步改进，所述第二注入区的离子浓度大于所述第一注入
区的离子浓度。
[0009]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一注入区、所述第二注入区的离子注入剂量范围为1E16
‑
1E14，第一注入区的注入能量大于第二注入区的注入能量。
[0010]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一注入区的结深与所述第二注入区的结深相同。
[0011]作为上述技术方案的进一步改进，采用干法刻蚀制备所述沟槽，采用化学气相沉积形成所述第二外延层。
[0012]作为上述技术方案的进一步改进，所述第一金属层和所述第二注入区形成欧姆接触。
[0013]作为上述技术方案的进一步改进，所述第二金属层和所述第二外延层形成肖特基接触。
[0014]本专利技术提供的一种基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法，相对于现有技术具有以下有益效果：通过在衬底上形成与衬底导电类型相同的第一外延层，在第一外延层上形成至少三个间隔排列的沟槽，沟槽内填充导电类型与第一外延层相同的第二外延层，沟槽之间的第二外延层依次形成与第一外延层上表面齐平的第二注入区和位于第二注入区下表面的第一注入区，第一注入区和第二注入区的掺杂浓度不同，简化了器件的制作过程。第二注入区上表面形成第一金属层，第二外延层上表面形成与第一金属层连接的第二金属层，第二金属层与第二外延层形成肖特基接触可以降低正向导通损耗，第一金属层与第二注入区形成欧姆接触，可以在反向阻断时欧姆接触区域的PN结形成耗尽以降低漏电，器件制作工艺简单。沟槽填充二次外延的方法实现了两种不同浓度的N型表面，和常规技术的注入方法相比浓度均匀，没有注入损伤，漏电小，提升器件性能。采用两种金属，两次退火形成肖特基和欧姆接触，可以优化形成肖特基和欧姆接触，提升导通和阻断性能。在器件的表面形成PN区，在第二外延层区制备第二金属层，低温退火形成肖特基接触，该器件正向导通时，由于高势垒的PN结未开启，其提供的导通电流可以忽略，正向电流主要由低势垒的肖特基结进行导通，而期间在反向偏置时，由于PIN区形成耗尽区，起到了抑制器件漏电流的作用，改善了器件的反向阻断能力，提高了器件的工作性能，也提升了电源管理系统的工作效率。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法的流程图；图2至图7为本专利技术实施例提供的基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法的过程图。
[0017]主要元件符号说明如下：10
‑
衬底；11
‑
第一外延层；12
‑
沟槽；20
‑
第二外延层；21
‑
第一注入区；22
‑
第二注入
区；30
‑
第一金属层；40
‑
第二金属层；50
‑
第三金属层。
具体实施方式
[0018]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0019]需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0020]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0021]参阅图1、图2至图7，本专利技术提供了一种基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法，具体包括以下步骤：S1：提供第一导电类型的衬底10，在所述衬底1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供第一导电类型的衬底，在所述衬底上形成第一导电类型的第一外延层；在所述第一外延层内刻蚀形成间隔排列的至少三个沟槽，向每个所述沟槽内填充第一导电类型的第二外延层；向位于两个所述沟槽之间的第一外延层上依次进行离子注入形成第二导电类型的第一注入区、位于所述第一注入区上并与所述第一外延层上表面齐平的第二导电类型的第二注入区；先在所述第二注入区上表面形成第一金属层并进行第一次热退火，之后在所述第二外延层上表面制备与所述第一金属层连接的第二金属层并进行第二次热退火，第二次热退火温度低于第一次热退火温度；在所述衬底下表面制备第三金属层，得到基于电源管理系统的肖特基二极管。2.根据权利要求1所述的基于电源管理系统的肖特基二极管制备方法，其特征在于，所述沟槽的深度小于所述沟槽之间的距离。3.根据权利要求1所述的基于电源管理系统的肖特基二极管，其特征在于，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型...

【专利技术属性】
技术研发人员：张定英，杨素，刘高平，
申请(专利权)人：南通电发新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：