[发明专利]一种沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种沟槽终端结构肖特基器件，本发明还涉及一种沟槽终端结构肖特基器件的制备方法。

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，特别涉及到肖特基结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。

肖特基二极管可以通过多种不同的布局技术制造，最常用的为平面布局，传统的平面肖特基二极管具有P型区，位于肖特基结边缘，为维持肖特基结在反向偏压时具有较高的反向阻断电压，但也增加了器件的工艺制造难度，同时也在器件中引入了PN结，形成双载流子器件，影响器件的开关速度。

发明内容

本发明针对上述问题提出，提供一种沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法。

一种沟槽终端结构肖特基器件，其特征在于：包括：衬底层，为第一传导类型半导体材料；漂移层，为第一传导类型的半导体材料，位于衬底层之上；一个或多个沟槽，位于器件边缘漂移层中，沟槽内设置有绝缘材料；肖特基势垒结，位于器件中心漂移层表面。

一种沟槽终端结构肖特基器件的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在衬底层上通过外延生产形成第一传导类型的半导体材料层；在表面形成第一绝缘材料层，在待形成沟槽区域表面去除第一绝缘材料层；进行刻蚀半导体材料，形成沟槽；在沟槽内形成第二绝缘材料层，腐蚀去除器件表面第一钝化层；在器件表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结；上表面淀积电极金属，进行光刻腐蚀去除部分电极金属；进行背面金属化工艺，在衬底层背面形成电极金属。

本发明的半导体器件具有沟槽结构的终端，在器件中没有第二传导类型半导体材料，通过沟槽结构减缓器件反向偏压时在肖特基边缘电场的集中，简化了器件的制造流程；同时杜绝了传统器件在正向导电时第二传导类型半导体材料向漂移区少子的注入，提高了器件高频特性。

附图说明

图1为本发明的一种沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图；

图2为本发明的一种沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图；

图3为本发明的一种沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图；

图4为本发明的一种沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图；

图5为本发明的一种沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图；

图6为本发明的一种沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图。

其中，

1、衬底层；

2、二氧化硅；

3、第一导电半导体材料；

5、肖特基势垒结；

7、三氧化二铝；

8、掺氧多晶硅；

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为本发明的一种沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。

一种沟槽终端结构肖特基器件，包括：衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E19/CM³，在衬底层1下表面，通过下表面金属层11引出电极；第一导电半导体材料3，位于衬底层1之上，为N传导类型的半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E16/CM³；肖特基势垒结5，位于第一导电半导体材料3的表面，为半导体硅材料与势垒金属形成的硅化物；二氧化硅2，位于沟槽内，器件边缘的沟槽宽度为2um，沟槽深度为5um，沟槽间距为3um；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，在衬底层1表面外延生长形成第一导电半导体材料层3；

第二步，表面淀积氮化硅，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分氮化硅；

第三步，干法刻蚀，去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽；

第四步，在沟槽内淀积形成二氧化硅2，腐蚀去除氮化硅；

第五步；在半导体材料表面淀积势垒金属镍，进行烧结形成肖特基势垒结5；

第六步，在表面淀积金属形成上表面金属层，进行光刻腐蚀工艺腐蚀去除表面部分金属，形成上表面金属层10；

第七步，进行背面金属化工艺，在背面形成下表面金属层11，器件结构如图1所示。

图2为本发明的一种沟槽终端结构肖特基器件剖面示意图，在图1器件制造的基础上，将沟槽内填充的二氧化硅更改为三氧化二铝7，三氧化二铝7具有较高的界面态，可以与第一导电半导体材料3形成电荷补偿，提高器件反向阻断特性。