【技术实现步骤摘要】
本申请属于半导体器件，具体涉及一种晶圆级肖特基二极管及其制作方法。
技术介绍
1、肖特基二极管具有正向电压更低和工作频率更高的优点，因此，肖特基二极管在高频开关电源中的应用非常广泛。目前使用的肖特基二极管电路主要制作工艺中肖特基二极管体积大，正负极在芯片的两面，需要通过引线框架将芯片焊接在引线框架，塑封料包封，框架引出肖特基二极管的正、负极。其工艺缺点：封装体积大，产品芯片加工完成后需要封装，工艺过程复杂，不适合便携式产品的安装使用。
技术实现思路
1、本申请的目的是为了克服现有技术存在的封装体积大、封装工艺复杂的缺陷，提供一种晶圆级肖特基二极管及其制作方法，该晶圆级肖特基二极管具有掺杂浓度不同的穿透区，可以进一步降低肖特基二极管芯片的正向开启电压和反向饱和电流，提高芯片的开关速度。并且该晶圆级肖特基二极管可以将正极和负极设置在芯片的同一个平面上，并通过正面焊盘金属蒸镀的方式形成焊盘，其封装工艺简单，封装形式有较好的电性能：电容小、压降小、功耗低。
2、为了实现上述目的，本申请提供了一种晶圆级肖特基二极管，包括：
3、n型高掺杂的衬底；
4、n型低掺杂的外延层，形成于所述衬底的表面；
5、间隔设置的负极和正极，分别形成于所述外延层远离所述衬底的表面；
6、贯穿所述外延层、分别与所述负极和所述衬底接触的穿透区，所述衬底的磷掺杂浓度大于所述穿透区的磷掺杂浓度、所述衬底的磷掺杂浓度大于所述外延层的磷掺杂浓度；
7、所
8、与所述负极接触，并且掺杂浓度最大的第一磷穿透区；
9、与所述衬底接触，并且掺杂浓度最小的过渡区；以及
10、分别与所述负极和所述衬底接触的第二磷穿透区，所述第二磷穿透区的磷掺杂浓度大于所述过渡区的磷掺杂浓度，且小于所述第一磷穿透区的磷掺杂浓度。
11、在一个实施例中，通过磷扩散形成所述穿透区中的第二磷穿透区，磷扩散的步骤中纵向扩散深度为10um，横向扩散长度为5um。
12、在一个实施例中，所述穿透区向所述衬底方向的投影长度l1，大于所述负极向所述衬底方向的投影长度l2；并且
13、所述穿透区的对称中心向所述衬底方向的投影点a，与所述负极的对称中心向所述衬底方向的投影点b不重合。
14、在一个实施例中，所述衬底的电阻率为0.002-0.004ω·cm，所述外延层的电阻率为7-7.6ω·cm，所述穿透区的电阻率为2-12ω·cm。
15、在一个实施例中，所述正极和所述负极分别包括ti和al两层金属；
16、所述第三金属层为ni和所述第四金属层为au。
17、本申请还提供一种晶圆级肖特基二极管的制备方法，包括：
18、提供n型高掺杂的衬底；
19、在所述衬底的表面制备n型低掺杂的外延层；
20、对所述外延层进行n+光刻，并形成第一扩散窗口；
21、通过所述第一扩散窗口对进行磷预扩散，以形成穿透区中的第二磷穿透区，磷预扩散后所述穿透区的方块电阻为2-4ω/□；
22、对上述步骤后的衬底进行漂片清洗；
23、通过所述第一扩散窗口对所述穿透区进行磷再扩散，以形成所述穿透区中掺杂浓度最小的过渡区；
24、对所述外延层进行p+光刻，并形成第二扩散窗口；
25、通过所述第二扩散窗口对所述外延层进行硼注入，退火；
26、对所述外延层进行n++光刻，并形成第三扩散窗口；
27、通过所述第三扩散窗口对所述穿透区进行补磷，以形成穿透区中掺杂浓度最大的第一磷穿透区；所述第三扩散窗口与所述第一扩散窗口部分重合，并且所述第三扩散窗口的开口面积小于所述第一扩散窗口的开口面积；补磷后所述穿透区的方块电阻为9-12ω/□；
28、对所述外延层进行引线孔光刻，以形成正极孔和负极孔，其中，引线孔光刻时：按照所述第二扩散窗口进行光刻以形成所述正极孔，按照所述第三扩散窗口进行光刻以形成所述负极孔；
29、在所述正极孔和所述负极孔的位置进行正面金属蒸发，以形成间隔设置的正极和负极；
30、在间隔设置的所述正极和所述负极的表面进行正面焊盘金属蒸镀，以形成第三金属层和第四金属层。
31、在一个实施例中，所述磷预扩散的具体步骤包括：
32、设置温度为750±3℃，以每分钟6±1升的速率通入氮气30±1分钟；
33、将温度从750℃升至1050℃；
34、温度保持在1050℃±3℃，并以每分钟6±1升的速率通入氮气3±1分钟；
35、开始通入磷源，并将通入气体调整为氮气携带三氯氧的混合气体，其中三氯氧以每分钟100-200ml的量与氮气混合，并且，氮气携带三氯氧的混合气体通入时间为19±1分钟，停止通入磷源；
36、将通入气体调整为氮气，通入速度为每分钟3.5±1升，通入氮气5±1分钟；
37、将温度由1050℃降到750℃磷预扩散结束。
38、在一个实施例中，所述磷再扩散的具体步骤包括：
39、设置温度为750±3℃，以每分钟6±1升的速率通入氮气30±1分钟；
40、将温度从750℃升至1050℃；
41、温度保持在1050℃±3℃，并以每分钟6±1升的速率通入氮气3±1分钟；
42、开始通入磷源，并将通入气体调整为氮气携带三氯氧的混合气体，其中三氯氧以每分钟100-200ml的量与氮气混合，并且，氮气携带三氯氧的混合气体通入时间为40±1分钟，停止通入磷源；
43、将通入气体调整为氮气，通入速度为每分钟3.5±1升，通入氮气5±1分钟；
44、将温度由1050℃降到750℃磷预扩散结束。
45、在一个实施例中，所述补磷的具体步骤包括：
46、设置温度为700±3℃，以每分钟6±1升的速率通入氮气30±1分钟；
47、将温度从700℃升至975℃；
48、温度保持在975℃±3℃，并以每分钟6±1升的速率通入氮气3±1分钟；
49、开始通入磷源，并将通入气体调整为氮气携带三氯氧的混合气体，其中三氯氧以每分钟100-200ml的量与氮气混合，并且，氮气携带三氯氧的混合气体通入时间为12±5分钟，停止通入磷源；
50、将通入气体调整为氮气，通入速度为每分钟3.5±1升，通入氮气5±1分钟；
51、将温度由975℃降到700℃磷预扩散结束。
52、在一个实施例中，在间隔设置的所述正极和所述负极的表面进行正面焊盘金属蒸镀的具体步骤包括：
53、第一次镀镍：设置镀镍液的ph值为8.5-9.0，将制作完所述正极和所述负极的所述衬底浸入95±30℃镀镍液中90±6秒；
54、镍烧结：设置烧结温度为575℃，将第一次镀镍后的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种晶圆级肖特基二极管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆级肖特基二极管，其特征在于，通过磷扩散形成所述穿透区中的第二磷穿透区，磷扩散的步骤中纵向扩散深度为10um，横向扩散长度为5um。
3.根据权利要求2所述的晶圆级肖特基二极管，其特征在于，所述穿透区向所述衬底方向的投影长度L1，大于所述负极向所述衬底方向的投影长度L2；并且，
4.根据权利要求3所述的晶圆级肖特基二极管，其特征在于，所述衬底的电阻率为0.002-0.004Ω·cm，所述外延层的电阻率为7-7.6Ω·cm，所述穿透区的电阻率为2-12Ω·cm。
5.根据权利要求4所述的晶圆级肖特基二极管，其特征在于，所述正极和所述负极分别包括Ti和AL两层金属；
6.一种晶圆级肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的晶圆级肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述磷预扩散的具体步骤包括：
8.根据权利要求7所述的晶圆级肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述磷再扩散的具体步骤包括：
9.
10.根据权利要求9所述的晶圆级肖特基二极管的制备方法，其特征在于，在间隔设置的所述正极和所述负极的表面进行正面焊盘金属蒸镀的具体步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆级肖特基二极管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的晶圆级肖特基二极管，其特征在于，通过磷扩散形成所述穿透区中的第二磷穿透区，磷扩散的步骤中纵向扩散深度为10um，横向扩散长度为5um。
3.根据权利要求2所述的晶圆级肖特基二极管，其特征在于，所述穿透区向所述衬底方向的投影长度l1，大于所述负极向所述衬底方向的投影长度l2；并且，
4.根据权利要求3所述的晶圆级肖特基二极管，其特征在于，所述衬底的电阻率为0.002-0.004ω·cm，所述外延层的电阻率为7-7.6ω·cm，所述穿透区的电阻率为2-12ω·cm。
5.根据权利要求4所述的晶圆级...
【专利技术属性】
技术研发人员：张志向，蒲耀川，卢宇，朱长彪，张玲玲，
申请(专利权)人：天水天光半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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