[发明专利]多晶硅肖特基二极管的制作方法

说明书

本发明公开了一种多晶硅肖特基二极管的制造方法，属于分立器件领域。该方法通过对势垒区的形成结构进行改进，获得具有单晶和多晶混合结构的多晶硅肖特基二极管。本发明实现了多晶硅肖特基二极管，实现了多晶硅材料和工艺在肖特基二极管中的引入，提高产品本身的性能，推广器件的广泛使用。

技术领域

本发明涉及分立器件技术领域，具体涉及一种多晶硅肖特基二极管的制作方法。

背景技术

肖特基二极管是分立器件中的重要功率器件，具有整流作用，使用范围广泛。功率肖特基二极管由于低功耗、大电流、超高速等方面固有的优点，是武器装备系统中不可或缺的关键基础元器件。

肖特基二极管是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作而成，它是一种热载流子二极管。常规的肖特基二极管在关键结构势垒层，由单纯的单晶硅与金属组成。而随着功率应用设备对高性能器件的要求，制备多晶硅肖特基二极管器件具有很大实际应用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多晶硅肖特基二极管的制作方法，该方法通过对势垒区的形成结构进行改进，在形成势垒的关键工艺步骤，引入本发明势垒的单晶和多晶的混合结构，获得具有单晶和多晶混合结构的多晶硅肖特基二极管。形成既有单晶特点，又有多晶特点的多晶硅肖特基二极管。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种多晶硅肖特基二极管的制作方法，该方法首先在单晶硅外延片上刻蚀，形成多晶硅淀积区域；然后在该多晶硅淀积区域上淀积多晶硅，形成单晶和多晶硅的混合结构；然后在该混合结构上制备势垒金属层，并进一步形成具有单晶和多晶混合势垒的多晶硅肖特基二极管。该方法具体包括如下步骤：

(1)将外延片置于氧化炉中，在单晶硅上生长场氧层；所述场氧层为SiO₂；

(2)光刻P+环：在场氧层上进行第一次光刻，形成P+环(硼离子注入窗口)；

(3)硼离子注入后并进行退火，退火后在场氧层上以及P+环内形成二氧化硅氧化层；

(4)势垒区光刻：进行第二次光刻，定义势垒层区域；

(5)腐蚀：采用湿法刻蚀腐蚀势垒层区域的二氧化硅(约1.0μm)，直至露出单晶硅；

(6)光刻多晶硅区域：在露出的单晶硅上光刻多晶硅区域，然后干法刻蚀掉所需厚度的单晶硅；

(7)淀积多晶硅及掺杂：淀积温度650℃；根据产品参数要求对多晶硅进行掺杂；

(8)去除多余的多晶硅，呈现平面势垒区域；然后依次制备势垒金属层、正面金属和背面金属，最终获得所述多晶硅肖特基二极管。

上述步骤(1)中，生长场氧层的温度为1000℃，场氧层的厚度为800nm。

上述步骤(3)中，硼离子注入过程中，注入能量60keV，注入剂量3E15；硼离子注入后的退火温度1050℃，退火时间4小时。

上述步骤(3)中，退火后在P+环内形成氧化层厚度为400nm。

上述步骤(7)中，淀积的多晶硅厚度为0.6μm。

所述势垒金属为镍铬合金；所述正面金属为Ti/Ni/Al三层复合结构，厚度为2.5μm。所述背面金属为V/Ni/Ag，厚度1.5μm。

本发明的优点和有益效果如下：

1.本发明在分立器件肖特基二极管的制造过程中，引入多晶硅工艺技术，工艺相兼容。

2.本发明多晶硅与单晶硅同时作为肖特基势垒的组成部分，更好提高器件的性能。

附图说明