[发明专利]肖特基二极管及其制造方法

说明书

本申请提供一种肖特基二极管及其制造方法。本申请中，肖特基二极管，包括：衬底；具有第一导电类型的外延层，位于衬底之上；沟槽，位于外延层内；具有第二导电类型的注入区，位于沟槽底部的外延层中；且注入区与外延层的交界面形成PN结；肖特基接触结构，位于外延层和沟槽的表面；正面电极，位于肖特基接触结构之上。本申请的肖特基二极管，大幅度降低了正向压降，同时，降低了外延层的电阻率，进而降低了体电阻。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，特别涉及一种肖特基二极管及其制造方法。

背景技术

当下电子产品及电子设备均采用开关电源供电，具有电压波形稳定、整机效率高等特点。为满足当下手机快充、高能效等应用需求，其功耗占比较大的次级整流器件的要具有低正向压降、高开关速率以及小的反向漏电。

传统平面肖特基器件被广泛应用于开关电源的次级整流线路中作为整流二极管使用。但随着电子设备的小型化、低功耗的发展趋势，用于开关电源的次级整流二极管也趋于向低正向特性发展。其中TMBS(Trench MOS Barrier Schottky)是近几年发展起来的具有代表性的低正向压降肖特基二极管器件(如下简称TMBS器件)。

TMBS器件是由沟槽型绝缘栅型场效应管(MOS)与肖特基势垒结并联且交替排布所形成。如图1所示，包括衬底18上，在漂移区17上的沟槽内制备出栅氧13，然后在形成栅氧13的沟槽内淀积多晶硅14。然后在正面金属11与栅氧13之间形成肖特基接触12。如图2，反向偏压时MOS空间电荷区16与肖特基空间电荷区15相互交叠。使得峰值电场出现在沟槽底部，所以与传统肖特基相比，达到相同反向击穿电压时所需要的漂移区浓度更浓，厚度更薄，从而较大幅度降低了正偏压时的压降，使得反向漏电大幅度降低。所以，TMBS器件可以使用更低的势垒金属制备肖特基结，从而较大幅度降低了正偏压时的压降。

但TMBS器件受相当大的面积被沟槽区MOS结构占据，相当大的面积被沟槽区的MOS结构所占据(电压越高所需要的栅氧厚度越厚)，而该区域在加正偏压时是不参与导电的，这就很大程度上限制了正向压降参数的进一步下降。沟槽底部的转角处电场过于集中，导致漂移区17电阻率不能太小，进而限制了体电阻的进一步下降。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种肖特基二极管及其制造方法，解决上述提及的至少一个技术问题。

本申请实施例的第一方面，提供一种肖特基二极管，包括：

衬底；

具有第一导电类型的外延层，位于所述衬底之上；

沟槽，位于所述外延层内；

具有第二导电类型的注入区，位于所述沟槽底部的外延层中；且所述注入区与所述外延层的交界面形成PN结；

肖特基接触结构，位于所述外延层和所述沟槽的表面；

正面电极，位于所述肖特基接触结构之上。

在本申请的一个实施例中，所述第一导电类型可为N型，所述第二导电类型可为P型。

在本申请的一个实施例中，所述外延层可为N型轻掺杂，所述注入区可为P型重掺杂。

在本申请的一个实施例中，所述肖特基接触结构的材料可为金属硅化物，所述沟槽的表面上淀积的势垒金属通过退火及后处理方式形成所述金属硅化物。

在本申请的一个实施例中，所述势垒金属的厚度可小于或者等于1微米。

在本申请的一个实施例中，所述沟槽的深度可小于或者等于10微米，所述沟槽的宽度可小于或者等于10微米。

在本申请的一个实施例中，所述衬底的电阻率可小于或者等于0.01欧姆·厘米，所述外延层的电阻率范围可为0.1欧姆·厘米～50欧姆·厘米。