[发明专利]沟槽型肖特基器件结构及其制造方法

权利要求书

1.一种沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

1）提供一N型重掺杂的基板，在所述N型重掺杂的基板上形成一N型轻掺杂的硅外延层；

2）在所述N型轻掺杂的硅外延层中形成至少两个沟槽，在所述沟槽表面依次形成第一二氧化硅层、中间电介质层及第二二氧化硅层；

3）在所述沟槽中沉积高掺杂N型多晶硅层并去除所述沟槽外多余的高掺杂N型多晶硅层、第一二氧化硅层、中间电介质层及第二二氧化硅层直至露出所述N型轻掺杂的硅外延层表面；

4）在所述N型轻掺杂的硅外延层表面形成肖特基金属层，并采用热处理方法使得所述肖特基金属层与所述N型轻掺杂的硅外延层反应生成金属硅化物层；

5）在所述金属硅化物层表面形成正面电极层；在所述N型重掺杂的基板背面形成背面电极层。

2.根据权利要求1所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：于所述步骤3）中，首先在所述沟槽中沉积高掺杂N型多晶硅层并去除所述沟槽外多余的高掺杂N型多晶硅层，然后再沉积一层氧化层，并对所述氧化层进行选择性刻蚀直至露出所述硅外延层表面，同时保留器件外围区域的氧化层。

3.根据权利要求1所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：所述中间电介质层为高k电介质，所述高k电介质满足k>3.9。

4.根据权利要求3所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：所述高k电介质包括Si₃N₄、SiON、TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfO₂、HfSiO、HfSiON及HfZrSiO中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：所述中间电介质层为低k电介质，所述低k电介质满足k≤3.9。

6.根据权利要求5所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：所述低k电介质包括SiO₂、SiOF、SiOC及a-C:F中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：所述第一二氧化硅层的厚度范围是5～250纳米，所述中间介质层的厚度范围是10～500纳米，所述第二二氧化硅层的厚度范围是5～250纳米。

8.根据权利要求1所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：所述沟槽的宽度范围是0.15～2微米，深度范围是0.5～40微米。

9.根据权利要求1所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：所述肖特基金属层的材料包括Pt、Ti、Ni、Cr、W、Mo或Co中的至少一种，所述肖特基金属层的厚度范围是10～1000纳米。

10.根据权利要求1所述的沟槽型肖特基器件结构的制造方法，其特征在于：所述正面电极层包括TiN/AlSiCu/TiN/Ti/Ni/Ag叠层、TiN/AlSiCu叠层、TiN/AlCu/TiN/Ti/Ni/Ag叠层、TiN/AlCu叠层、TiN/AlSi叠层或TiN/Al叠层中的至少一种。

11.一种沟槽型肖特基器件结构，其特征在于，至少包括：

N型重掺杂的基板；

N型轻掺杂的硅外延层，形成于所述N型重掺杂的基板上；

至少两个沟槽，形成于所述硅外延层中；所述沟槽表面依次形成有第一二氧化硅层、中间电介质层及第二二氧化硅层；

高掺杂N型多晶硅层，填充于所述沟槽中；

金属硅化物层，形成于所述N型轻掺杂的硅外延层表面；

正面电极，形成于所述金属硅化物层表面；

背面电极，形成于所述N型重掺杂的基板背面。

12.根据权利要求11所述的沟槽型肖特基器件结构，其特征在于：所述中间电介质层为高k电介质，所述高k电介质满足k>3.9，包括Si₃N₄、SiON、TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、HfO₂、HfSiO、HfSiON及HfZrSiO中的一种或多种。

13.根据权利要求11所述的沟槽型肖特基器件结构，其特征在于：所述中间电介质层为低k电介质，所述低k电介质满足k≤3.9，包括SiO₂、SiOF、SiOC及a-C:F中的一种或多种。