[发明专利]一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，本发明还涉及一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的制备方法。

背景技术

功率半导体器件被大量使用在电源管理和电源应用上，特别涉及到电荷补偿超结结构和肖特基结构的半导体器件已成为器件发展的重要趋势。

肖特基器件具有正向开启电压低开启关断速度快等优点，同时肖特基器件也具有反向漏电流大，不能被应用于高压环境等缺点。

超结结构被广泛应用功率MOS器件的生产制造中，但是其需要较为复杂的制造工艺，提高了器件的制造成本，降低了器件的可靠性。

发明内容

本发明针对上述问题提出，提供一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法。

一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，其特征在于：包括：多个沟槽，位于半导体材料表面；绝缘介质，位于沟槽内；金属薄膜或者金属与半导体材料烧结形成的化合物，位于沟槽侧壁，在半导体材料和绝缘介质之间；肖特基势垒结，位于沟槽之间半导体材料表面。

一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在半导体材料衬底上的半导体材料漂移层的表面形成一种绝缘介质；进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽；在沟槽侧壁形成金属薄膜；在沟槽内形成绝缘介质，腐蚀去除表面绝缘介质；在半导体材料表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结。

一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，其特征在于：包括：多个沟槽，位于半导体材料表面；绝缘介质，位于沟槽内；金属薄膜或者金属与半导体材料烧结形成的化合物，位于沟槽侧壁，在半导体材料和绝缘介质之间；PN结，位于沟槽之间，由沟槽之间半导体材料的第一导电半导体材料和第二导电半导体材料构成，第一导电半导体材料临靠器件表面；欧姆接触区，位于第一导电半导体材料表面。

一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在半导体材料衬底上的半导体材料漂移层的表面形成一种绝缘介质；进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分绝缘介质，注入导电杂质，然后热退火；腐蚀表面部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽；在沟槽侧壁形成金属薄膜；在沟槽内形成绝缘介质，腐蚀去除表面绝缘介质；在半导体材料表面淀积金属。

本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，通过沟槽结构，可以实现较深的条状半导体材料和金属材料；当器件接反向偏压时，条状半导体材料和条状的金属材料形成电荷补偿，改变漂移区的电场强度分布，形成平坦的电场强度分布曲线，从而提高了器件的反向击穿电压，同时，极大的降低器件的正向导通电阻，改善器件的正向导通特性。

附图说明

图1为本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的一种剖面示意图。

图2为本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的一种剖面示意图。

其中，

1、衬底层；

2、P型半导体硅材料；

3、金属与半导体材料烧结形成的化合物；

4、二氧化硅；

5、肖特基势垒结；

6、欧姆接触区；

7、N型半导体硅材料；

10、上表面金属层；

11、下表面金属层。

具体实施方式

实施例1

图1为本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。

一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，包括：衬底层1，为P导电类型半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E19/CM³，在衬底层1下表面，通过下表面金属层11引出电极；P型半导体硅材料2，位于衬底层1之上，为P传导类型的半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E16/CM³；金属与半导体材料烧结形成的化合物3，位于P型半导体硅材料2和二氧化硅4之间，为金属材料；肖特基势垒结5，位于P型半导体硅材料2上表面，为半导体硅材料与势垒金属形成的硅化物；器件上表面附有上表面金属层10，为器件引出另一电极。

其制作工艺包括如下步骤：

第一步，在具有P型衬底层1的P型半导体硅材料2的表面，进行热氧化工艺，形成热氧化氧化层；

第二步，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分热氧化氧化层，然后刻蚀去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽；

第三步，在沟槽侧壁形成薄膜金属材料；