本发明专利技术公开一种直立式金属氧化物半导体整流二极管及制作方法。此方法包括下列步骤：提供半导体基板；于半导体基板的第一侧形成第一多沟槽结构和第一掩模层；于半导体基板的第二侧形成第二多沟槽结构；以及于第二多沟槽结构上形成栅极氧化层、多晶硅结构和金属溅镀层。而直立式金属氧化物半导体整流二极管包括有：湿式氧化层，对应第一多沟槽结构而形成于半导体基板的内部；离子注入层，形成于半导体基板内和第二多沟槽结构间，并相邻于第一掩模层。其中，金属溅镀层并对应第一多沟槽结构而形成于第一掩模层上，且使第一掩模层的部分表面加以露出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，尤指以制作方法以提供出一种具有较低的反向电压漏电流、较低的正向偏置电压(Vf)、较高的反向耐电压值以及较短的反向回复时间(tKK)等特性的直立式金属氧化物半导体整流二极管。
技术介绍
肖特基二极管(SchottkyDiode)为以电子作为载流子的单极性元件，其特性为速度快，且于加入较低的正向偏压(Forward Bias Voltage ；Vf)时,便可有较大的顺向电流与较短的反向回复时间(Reverse Recovery Time ;tKK),但若加入持续增加的反向偏压时，则会有较大的漏电流(与金属功函数及半导体掺杂浓度所造成的肖特基势鱼(SchottkyBarrier)有关)。而后，有沟槽式的肖特基势垒二极管的提出，是通过于沟槽中填入多晶硅 或金属来截止反向漏电流，使元件的漏电能大幅降低。关于沟槽式的肖特基势垒二极管，其代表性专利技术可参阅美国专利第5365102号(“SCH0ITKY BARRIER RECTIFIER WITH MOS TRENCH”)中所披露的元件结构与技术；并请参阅如图1(a)至图1(f)所示的主要工艺步骤。首先在图1(a)中，提供有外延层Epitaxial layer)厚度的半导体基板12，且此基板12具有两表面12a、12b，其中高掺杂浓度(N+型)的阴极区域12c邻近其表面12a，而低掺杂浓度(N型)的漂移区域12d则从高掺杂浓度(N+型)的阴极区域12c伸展至表面12b ;并进而于其上生长二氧化硅层(SiO2) 13，以降低接着要生长的氮化硅层(Si3N4) 15的沉积应力，并再于氮化硅层15上形成光致抗蚀剂层17。而接着在图1(b)中，利用该光致抗蚀剂层17进行光刻工艺(lithography)及蚀刻工艺(etching)，以移除部分的氮化硅层15、二氧化硅层13以及基板12，从而将其基板12的漂移区域12d蚀刻出多个分离平台14，且形成为具有特定深度与宽度的沟槽结构22。接着在图1(c)中，分别于其沟槽结构22的侧壁22a及底部22b上生长出绝缘性质的热氧化层16。并在图1(d)中，移除剩下的氮化硅层15和二氧化硅层13，以及于图1(e)中，在其整体结构的上方镀上金属层23。并接着在图1(f)中，在背面的表面12a处同样进行金属镀制，使其多个分离的平台14能将所接触的金属层23平行连接出单一个阳极金属层18，而于其背面的表面12a处则能形成出阴极金属层20 ;使阳极金属层18与平台14的接触便因所谓的肖特基势鱼(Schottky Barrier)而成为肖特基结面,从而完成晶片的工艺。由上述的方法制作的沟槽式金属氧化物半导体势鱼肖特基整流二极管(TrenchMOS Barrier Schottky Rectifier,简称为 TMBR ;或Trench MOS Barrier Schottky Diode,简称为TMBS Diode)，具有极低的正向偏置电压(Vf)，反向漏电流则受到沟槽结构的截止，会比无沟槽结构者有更低的漏电流。然而，由于在硅晶片上挖沟槽等工艺所制造出的应力未能有效的得到适当的处理，使得产品在可靠度测试时较容易故障；于实际产品应用时亦偶有故障产生。其原因即为应力导致的微细裂痕，最后造成元件故障。
技术实现思路
本专利技术涉及一种直立式金属氧化物半导体整流二极管(Vertical MOSRectifier,简称为VMOS Rectifier)制作方法,该方法包括下列步骤提供半导体基板；于该半导体基板的第一侧形成第一多沟槽结构和第一掩模层；于该半导体基板的第二侧和该第一掩模层上形成第二掩模层；根据该第二掩模层对该半导体基板进行蚀刻，以于该半导体基板的第二侧形成第二多沟槽结构；于该第二多沟槽结构的表面上形成栅极氧化层；于该栅极氧化层和该第二掩模层上形成多晶硅结构；对该多晶硅结构进行蚀刻，并对该第二掩模层进行湿浸溃；于该半导体基板内和该第二多沟槽结构间进行离子注入工艺，而形成离子注入层；对该第二掩模层进行蚀刻；于该离子注入层、该栅极氧化层、该多晶硅结构和该第一掩模层上形成金属溅镀层；以及对该金属溅镀层进行蚀刻，以将该第一掩模层的部分表面加以露出。本专利技术另一方面为一种直立式金属氧化物半导体整流二极管制作方法，该方法包括下列步骤提供半导体基板；于该半导体基板的第一侧形成第一多沟槽结构和第一掩模层；于该半导体基板的第二侧和该第一掩模层上形成第二掩模层；根据该第二掩模层对该半导体基板进行蚀刻，以于该半导体基板的第二侧形成第二多沟槽结构；于该第二多沟槽结构的表面上形成第一栅极氧化层；于该第一栅极氧化层和该第二掩模层上形成栅极介电层；于该栅极介电层上形成第一多晶娃结构；对该第一多晶娃结构进行蚀刻，并于该第二多沟槽结构中的该第一多晶硅结构上形成多晶硅氧化层；对露出的该栅极介电层进行蚀亥IJ，并进而对露出的该第一栅极氧化层进行蚀刻，以于对应该第一栅极氧化层的蚀刻处上形成第二栅极氧化层；于该第二掩模层、该第二多沟槽结构中的该栅极介电层和该多晶硅氧化层上形成第二多晶硅结构；对该第二多晶硅结构进行蚀刻；于该半导体基板内和该第二多沟槽结构间进行离子注入工艺，而形成离子注入层；对该第二掩模层进行蚀刻；于该离子注入层、该第二栅极氧化层、该第二多晶硅结构和该第一掩模层上形成金属溅镀层；以及对该金属溅镀层进行蚀刻，以将该第一掩模层的部分表面加以露出。本专利技术另一方面为一种直立式金属氧化物半导体整流二极管，包括半导体基板，在其第一侧的内部具有第一多沟槽结构，并于其第二侧的内部具有第二多沟槽结构；第一掩模层，对应该第一多沟槽结构而形成于该半导体基板的第一侧上；湿式氧化层，对应该第一多沟槽结构的外缘而形成于该半导体基板的内部；第二掩模层，对应该第一多沟槽结构而形成于该第一掩模层和该湿式氧化层的侧壁上；栅极氧化层，形成于该第二多沟槽结构的表面上；多晶硅结构，其第一部分对应该第一多沟槽结构而形成于该第二掩模层的侧壁上，而其第二部分对应该第二多沟槽结构而形成于该栅极氧化层上；离子注入层，形成于该半导体基板内和该第二多沟槽结构间，并相邻于该第一掩模层；以及金属派镀层，对应该第二多沟槽结构而形成于该离子注入层、该栅极氧化层和第二部分的该多晶硅结构上，并对应该第一多沟槽结构而形成于该第一掩模层、该第二掩模层、第一部分的该多晶娃结构和该湿式氧化层上，且使该第一掩模层的部分表面加以露出。本专利技术另一方面为一种直立式金属氧化物半导体整流二极管，包括半导体基板，在其第一侧的内部具有第一多沟槽结构，并于其第二侧的内部具有第二多沟槽结构；湿式氧化层，对应该第一多沟槽结构而形成于该半导体基板的内部；掩模层，对应该第一多沟槽结构而形成于该半导体基板的第一侧和该湿式氧化层上；栅极氧化层，形成于该第二多沟、槽结构的表面上；多晶硅结构，形成于该栅极氧化层上；离子注入层，形成于该半导体基板内和该第二多沟槽结构间，并相邻于该掩模层；以及金属溅镀层，对应该第二多沟槽结构而形成于该离子注入层、该栅极氧化层和该多晶硅结构上，并对应该第一多沟槽结构而形成于该掩模层上，且使该掩模层的部分表面加以露出。本专利技术另一方面为一种直立式金属氧化物半导体整流二极管，包括半导体基板，在其第一侧的内部具有第一多沟槽结构，并于其第二侧的内部本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种直立式金属氧化物半导体整流二极管制作方法，该方法包括下列步骤：提供半导体基板，其中该半导体基板包括高掺杂浓度的硅基板与低掺杂浓度的外延层；于该半导体基板的第一侧形成第一多沟槽结构和第一掩模层；于该半导体基板的第二侧和该第一掩模层上形成第二掩模层；根据该第二掩模层对该半导体基板进行蚀刻，以于该半导体基板的第二侧形成第二多沟槽结构；于该第二多沟槽结构的表面上形成栅极氧化层；于该栅极氧化层和该第二掩模层上形成多晶硅结构；对该多晶硅结构进行蚀刻，并对该第二掩模层进行湿浸渍；于该半导体基板内和该第二多沟槽结构间进行离子注入工艺，而形成离子注入层；对该第二掩模层进行蚀刻；于该离子注入层、该栅极氧化层、该多晶硅结构和该第一掩模层上形成金属溅镀层；以及对该金属溅镀层进行蚀刻，以将该第一掩模层的部分表面加以露出。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵国梁，陈美玲，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：
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