【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种沟道式金属氧化物半导体(MOS)P-N结肖特基二极管结构及其制 作方法，尤其涉及具有较低漏电流，较低正向导通压降值(V》，较高反向耐电压值，与低反 向恢复时间特性的一种沟道式金属氧化物半导体P-N结肖特基二极管结构。
技术介绍
肖特基二极管为以电子作为载流子的单极性元件，其特性为速度快与正向导通压 降值(VF)低，但反向偏压漏电流则较大(与金属功函数及半导体掺杂浓度所造成的肖特基 势垒值有关)。而P-N二极管，为一种双载流子元件，传导电流量大。但元件的正向导通压 降值(VF) —般较肖特基二极管高，且因空穴载流子的作用使P-N二极管反应速度较慢，反 向恢复时间较长。 关于沟道式的肖特基势垒二极管结构，其代表性现有技术可参阅2003年的美国 专利，第6710418号名称Schottky rectifier with insulation_filledtrenches and method of forming the same所揭示的元件结构为代表。请参见图1，从图中我们可以清 楚看出，此沟道式的肖特基势垒二极管结构100主要包含有高掺杂浓度N型硅基板102、低 掺杂浓度N型外延层104、沟道结构114、P型传导类型半导体材料108、阳极电极110、阴极 电极116，其中低掺杂浓度N型外延层104形成在高掺杂浓度N型硅基板102上，且在低掺 杂浓度N型外延层104中形成有沟道结构114，而在沟道结构114中的侧壁上形成有P型 传导类型半导体材料108，而阳极电极110形成在低掺杂浓度N型外延层104上，阴极电极 116与高掺杂浓度N型硅基...
【技术保护点】
一种沟道式金属氧化物半导体Ｐ－Ｎ结肖特基二极管结构制作方法，该方法至少包含下列步骤： 提供一基板； 于该基板上形成一第一掩模层； 对该基板进行一第一光刻蚀刻工艺，进而去除部分该第一掩模层并于该基板上形成一沟道结构；于该沟道结构内进行一离子注入工艺，进而于该基板上形成一离子注入区域； 于该沟道结构与该第一掩模层上形成一多晶硅层； 进行一蚀刻工艺将部分该多晶硅层去除，进而露出该第一掩模层； 于该多晶硅层与该第一掩模层上形成一第二掩模层； 进行一第二光刻蚀刻工艺，进而形成一侧壁结构并露出部分该多晶硅层与该基板； 于该第二掩模层、该多晶硅层、该基板与该侧壁结构上形成一金属层；以及 进行一第三光刻蚀刻工艺，进而去除部分该金属层。
【技术特征摘要】
一种沟道式金属氧化物半导体P-N结肖特基二极管结构制作方法，该方法至少包含下列步骤提供一基板；于该基板上形成一第一掩模层；对该基板进行一第一光刻蚀刻工艺，进而去除部分该第一掩模层并于该基板上形成一沟道结构；于该沟道结构内进行一离子注入工艺，进而于该基板上形成一离子注入区域；于该沟道结构与该第一掩模层上形成一多晶硅层；进行一蚀刻工艺将部分该多晶硅层去除，进而露出该第一掩模层；于该多晶硅层与该第一掩模层上形成一第二掩模层；进行一第二光刻蚀刻工艺，进而形成一侧壁结构并露出部分该多晶硅层与该基板；于该第二掩模层、该多晶硅层、该基板与该侧壁结构上形成一金属层；以及进行一第三光刻蚀刻工艺，进而去除部分该金属层。2. 如权利要求1所述的沟道式金属氧化物半导体P-N结肖特基二极管结构制作方法， 其中该第一掩模层为通过一氧化工艺所完成；该基板为一高掺杂浓度N型硅基板与一低掺 杂浓度N型外延层所构成，而于该沟道结构内进行的该第一离子注入工艺为在该基板所包 含的该低掺杂浓度N型外延层中形成一 P型传导类型半导体材料的该离子注入区域；该多 晶硅层通过一化学气相沉积法堆积形成于该沟道结构与该第一掩模层上，该第二掩模层通 过一低压化学气相沉积法形成于该第一掩模层与该多晶硅层上，而该第二掩模层为以一四 氧乙基硅烷所完成的氧化物层；该第一光刻蚀刻工艺包含下列步骤(al)于该第一掩模层 上形成一光致抗蚀剂层，(a2)于该光致抗蚀剂层上定义出一光致抗蚀剂图形，(a3)根据 该光致抗蚀剂图形对该第一掩模层进行蚀刻而形成该沟道结构，以及(a4)去除该光致抗 蚀剂层；该离子注入工艺包含下列步骤(bl)于该沟道结构内进行一通氧加热工艺，进而 于该沟道结构的侧壁与底部形成一第一氧化物层，(b2)去除该沟道结构底部的该第一氧 化物层，(b3)于该沟道结构内，利用硼离子注入到该低掺杂浓度N型外延层中，并配合进 行一热退火工艺后形成该离子注入区域，(b4)去除该沟道结构侧壁的该第一氧化物层，以 及(b5)于该沟道结构的侧壁上形成一第二氧化物层；该第二光刻蚀刻工艺包含下列步骤 (Cl)于该第二掩模层上形成一光致抗蚀剂层；(c2)于该光致抗蚀剂层上定义出一光致抗 蚀剂图形；(c3)根据该光致抗蚀剂图形对该第二掩模层进行蚀刻，进而形成一侧壁结构并 露出部分该多晶硅层与该基板；以及(c4)去除该光致抗蚀剂层；该金属层形成于该第二掩 模层、该多晶硅层、该基板与该侧壁结构上的制作方法包含下列步骤(dl)于该第二掩模 层、该多晶硅层、该基板与该侧壁结构上形成以钛金属或氮化钛所完成的一第一金属层，以 及(d2)于该第一金属层上形成以铝金属或其他金属所完成的一第二金属层；该第三光刻 蚀刻工艺包含下列步骤(el)于该金属层上形成一光致抗蚀剂层，(e2)于该光致抗蚀剂层 上定义出一光致抗蚀剂图形，(e3)根据该光致抗蚀剂图形对该金属层进行蚀刻，进而去除 部分该金属层，以及(e4)去除该光致抗蚀剂层；于工艺的最后尚包含下列步骤(fl)进行 一热融合工艺，进而使得该金属层能够更密合于该第二掩模层、该多晶硅层、该基板与该侧 壁结构上。3. —种沟道式金属氧化物半导体P-N结肖特基二极管结构，其至少包含一基板；一沟道结构，其形成于该基板上方； 一多晶硅层，其形成于该沟道结构内；一氧化物层，其形成于该基板与沟道结构的侧壁上，并与该多晶硅层相接； 一金属层，其形成于该基板、该氧化物层与该多晶硅层上；以及 一离子注入区域，其形成于该基板中并与该多晶硅层相接；其中，所述的沟道式金属氧化物半导体P-N结肖特基二极管结构，其中该基板由一高 掺杂浓度N型硅基板与一低掺杂浓度N型外延层所构成，该离子注入区域形成于该低掺杂 浓度N型外延层中的一P型传导类型半导体材料区域；该氧化物层包含一第一氧化物层， 其系形成于该基板上，一第二氧化物层，其形成于该沟道结构的侧壁上，并与该多晶硅层相 接，以及一第三氧化物层，其形成于该第一氧化物层与该多晶硅层上，而该第三氧化物层以 一四氧乙基硅烷所完成；该金属层包含一第一金属层，形成于该基板、该氧化物层与该多 晶硅层上，其以一钛金属或一氮化钛所完成，以及一第二金属层，形成于该第一金属层上， 其以一铝金属或其他金属所完成。4. 一种沟道式金属氧化物半导体P-N结肖特基二极管结构制作方法，该方法至少包含 下列步骤提供一基板；于该基板上形成一第一掩模层；对该基板进行一第一光刻蚀刻工艺，进而去除部分该第一掩模层并于该基板上形成一 沟道结构；于该沟道结构内进行一离子注入工艺，进而于该基板上形成一离子注入区域； 于该第一掩模层、该沟道结构与离子注入区域上形成一第二掩模层； 进行一第二光刻蚀刻工艺，进而去除部分该第一掩模层与部分该第二掩模层并露出部 分该基板；去除剩余的该第二掩模层，进而露出该第一掩模层与离子注入区域； 于该基板与该第一掩模层上形成一第一金属层； 于该第一金属层上形成一第二金属层；进行一蚀刻工艺，将部分该第二金属层去除并露出该第一金属层； 于该第一金属层、该第二金属层上形成一第三金属层；以及 进行一第三光刻蚀刻工艺，进而去除部分该第一金属层与部分该第三金属层。5. 如权利要求4所述的沟道式金属氧化物半导体P-N结肖特基二极管结构制作方法， 其中该第一掩模层为通过一氧化工艺所完成，该基板为一高掺杂浓度N型硅基板与一低掺 杂浓度N型外延层所构成，而于该沟道结构内进行的该第一离子注入工艺为在该基板所包 含的该低掺杂浓度N型外延层中形成一 P型传导类型半导体材料的该离子注入区域；该第 二掩模层通过一化学气相沉积法形成于该第一掩模层、该沟道结构与离子注入区域上，而 该第二掩模层为以一氮化硅所完成；该第一金属层形成于该基板与该第一掩模层上后进行 一快速氮化工艺，进而使得该第一金属层能完全的接合于该基板与该第一掩模层上，而该 第一金属层以一钛金属或氮化钛所完成，该第二金属层通过一化学气相沉积法堆积形成于 该第一金属层上，而该第二金属层以一钨金属所完成，该第三金属层以一铝金属或其他金 属所完成；该第一光刻蚀刻工艺包含下列步骤(gl)于该第一掩模层上形成一光致抗蚀剂层，(g2)于该光致抗蚀剂层上定义出一光致抗蚀剂图形，(g3)根据该光致抗蚀剂图形对该 第一掩模层进行蚀刻而形成该沟道结构，以及(g4)去除该光致抗蚀剂层；该离子注入工艺 包含下列步骤(hl)于该沟道结构内进行一通氧加热工艺，进而于该沟道结构的侧壁与底 部形成一第一氧化物层；(h2)去除该沟道结构底部的该第一氧化物层；(h3)于该沟道结构 内，利用硼离子注入到该低掺杂浓度N型外延层中，并配合进行一热退火工艺后形成该离 子注入区域；(h4)去除该沟道...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵国梁，陈美玲，苏子川，郭鸿鑫，
申请(专利权)人：英属维京群岛商节能元件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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