[发明专利]一种肖特基二极管的工艺设计

摘要

本发明涉及半导体集成电路制造领域，尤其涉及一种肖特基二极管的工艺设计，肖特基二极管包括半导体衬底、外延层、沟槽、栅介质层、多晶硅、肖特基接触金属、正面金属层和背面金属层，半导体衬底的上表面设置有外延层，外延层上的两端设有沟槽，沟槽内表面设置有栅介质层，沟槽内部设置有多晶硅，外延层上表面设置有肖特基接触金属，正面金属层设于肖特基接触金属的上表面，背面金属层设于半导体衬底一侧的表面。本发明利用SILVACO TCAD对肖特基二极管进行结构与电学特性建模，从而确定影响肖特基二极管的耐压与电流的模型参数，通过控制变量法，不断调整优化参数，使得肖特基二极管的击穿与可靠性达到最佳组合，从而缩短开发周期和提高成品率。

主权项

1.一种肖特基二极管的工艺设计，其特征在于，使用SILVACO TCAD中的工艺模拟软件ATHENA模拟肖特基二极管的工艺流程，其流程包括以下步骤：A、初始设定TMBS肖特基二极管器件的参数：设置外延层厚度d、外延层浓度N_D，沟槽MOS结构深度h，介质层厚度t，沟槽MOS间隔宽度s，沟槽MOS结构宽度w；B、模拟TMBS肖特基二极管器件的制造：(1)在半导体衬底上外延生长一层外延层；(2)通过光刻和刻蚀外延层后，在外延层上面形成周期性排列深沟槽结构；(3)在步骤(2)中的沟槽上通过沉淀氧化层的方法淀积一层氧化层；(4)刻蚀氧化层形成一层固定厚度的氧化层覆盖在外延层上，形成周期性排列沟槽结构；(5)在器件上面淀积多晶硅，使得器件沟槽内完全被多晶硅填充；(6)刻蚀器件表层多余的多晶硅；(7)光刻和刻蚀，去除器件表面作为硬模板的氧化层，暴露出器件的外延层；刻蚀终点控制的方法为检测硬模板氧化层上面的反射信号，当刻蚀到氧化层时，根据反射回来的信号发生的变化确定刻蚀终点；(8)溅射，在器件的表面溅射所设计的金属材料，使得金属与上述暴露出来的器件的外延层及器件沟槽内的多晶硅之间进行接触；(9)退火，使得金属与外延层之间形成肖特基接触，金属与多晶硅之间形成金属接触，刻蚀掉不需要的金属，使其平整化；(10)复制图案延扩，并且引线，定义电极，使得器件形成欧姆接触，完成器件的模拟制造；C、对步骤B获得的TMBS肖特基二极管进行器件仿真，获得其电学特性；D、判断步骤C获得的TMBS肖特基二极管的电学特性是否符合设计要求，若符合，输出步骤B中的工艺条件，进行实际生产；若不符合，则通过控制变量法，调整步骤B影响器件性能的工艺参数，重复步骤B、C、D。