肖特基二極管及工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體領域，特別是指一種肖特基二極管，本發明還涉及所述肖特基二極管的工藝方法。
【背景技術】
[0002]肖特基二極管(SchottkyBarrierD1de,縮寫成SBD),不是利用P型半導體與N型半導體接觸形成PN結原理制作的，而是利用金屬與半導體接觸形成的金屬一半導體結原理制作的。因此，SBD也稱為金屬一半導體(接觸)二極管或表面勢壘二極管，它是一種熱載流子二極管。金屬作為正極，半導體端作為負極的二極管，典型的肖特基二極管是以N型半導體為襯底，在上面形成用砷作摻雜劑的N-外延層，陽極使用鑰或鋁等材料制成阻檔層，用二氧化硅來消除邊緣區域的電場，提高管子的耐壓值。其結構如圖1所示，其中I是襯底，2是外延，外延2中具有多個填充有金屬的溝槽型的屏蔽電極7 (隔離保護環結構圖中未示)，溝槽頂部淀積有金屬與溝槽內的金屬連通。該二極管通過溝槽型結構在反向加壓下形成橫向電場來保護肖特基結，從而提高肖特基結的擊穿電壓，具有開關頻率高、正向壓降低等優點，缺點是其擊穿電壓較低。

【發明內容】

[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種肖特基二極管，其具有更高的擊穿電壓。
[0004]本發明所要解決的另一技術問題是提供所述肖特基二極管的工藝方法。
[0005]為解決上述問題，本發明所述的一種肖特基二極管，在襯底上具有外延，外延中具有隔離保護環，所述的隔離保護環環繞包圍有源區，在有源區中具有多個溝槽屏蔽電極，其特征在于:所述的溝槽屏蔽電極，其溝槽填充有金屬，且溝槽側壁具有絕緣介質層將填充的金屬與外延隔離；所述溝槽底部沒有絕緣介質層，溝槽下方具有P阱，溝槽內的金屬與下方的P阱直接接觸連通。
[0006]進一步地，所述溝槽內填充的金屬為鈦/氮化鈦和鎢。
[0007]本發明所述的肖特基二極管的工藝方法，包含如下工藝步驟:
[0008]第I步，在襯底上的外延中，進行隔離保護環的注入；
[0009]第2步，整個器件表面進行場氧生長；
[0010]第3步，進行有源區注入；
[0011]第4步，有源區溝槽刻蝕；
[0012]第5步，溝槽內氧化膜生長，并刻蝕掉溝槽底部的氧化膜以露出底部的硅；
[0013]第6步，溝槽底部P阱注入；
[0014]第7步，溝槽內金屬填充；
[0015]第8步，層間介質淀積并刻蝕；
[0016]第9步，溝槽頂部金屬淀積。
[0017]進一步地，所述第5步中，氧化膜只形成于溝槽內壁，溝槽底部沒有氧化膜。
[0018]進一步地，所述第7步中，溝槽內填充的金屬包含鈦/氮化鈦和鎢。
[0019]進一步地,所述第9步中,溝槽頂部淀積的金屬包含鈦/氮化鈦。
[0020]本發明所述的肖特基二極管及工藝方法，通過在溝槽型屏蔽電極的底部增加注入形成P阱，當反向加壓時，溝槽底部的P阱與N型外延層之間形成反向PN結，溝槽結構形成橫向電場，兩項肖特基結保護疊加實施，使器件具有更高的擊穿電壓。
【附圖說明】
[0021]圖1是傳統肖特基二極管的結構示意圖。
[0022]圖2?10是本發明工藝步驟示意圖。
[0023]圖11是本發明工藝步驟流程圖。
[0024]附圖標記說明
[0025]I是N型襯底，2是N型外延，3是P阱，4是頂層金屬層，5是場氧，6是隔離保護環，7是溝槽型屏蔽電極，8是溝槽側壁氧化層，9是鈦/氮化鈦，10是鎢，11是層間介質。
【具體實施方式】
[0026]本發明所述的肖特基二極管，如圖10所示，在N型襯底I上具有N型外延2，外延2中具有隔離保護環6，所述的隔離保護環6是環繞包圍有源區，在有源區中具有多個溝槽屏蔽電極7，所述的溝槽屏蔽電極7，其溝槽填充有金屬，一般為鈦/氮化鈦和鎢，且溝槽側壁具有絕緣介質層8將填充的金屬與外延2隔離；所述溝槽底部沒有絕緣介質層8，溝槽下方具有P阱3，溝槽內的金屬與下方的P阱3直接接觸連通。
[0027]本發明所述的肖特基二極管的工藝方法，包含如下工藝步驟:
[0028]第I步，如圖2所示，在N型襯底I上的外延2中，進行隔離保護環6的注入。
[0029]第2步，如圖3所示，整個器件表面進行場氧5生長。
[0030]第3步，如圖4所示，進行有源區注入。
[0031]第4步，如圖5所示，有源區溝槽刻蝕。
[0032]第5步，如圖6所示，溝槽內氧化膜生長。氧化膜8形成于溝槽內壁，而溝槽底部的氧化膜6通過刻蝕工藝完全刻蝕掉以露出溝槽底部的硅，溝槽底部沒有氧化膜6覆蓋。
[0033]第6步，如圖7所示，溝槽底部P阱3注入。P阱形成于溝槽下方。
[0034]第7步，如圖8所示，溝槽內金屬填充。填充時，先淀積一層鈦/氮化鈦9，然后再填充滿金屬鎢10。
[0035]第8步，淀積一層層間介質11，并刻蝕，如圖9所示。
[0036]第9步,如圖10所示,溝槽頂部金屬淀積一層鈦/氮化鈦9,再淀積一層金屬4,并刻蝕，形成頂層金屬，再進行如背面研磨工藝，淀積形成背面金屬(背面金屬圖中未示出)，最終器件完成。
[0037]以上僅為本發明的優選實施例，并不用于限定本發明。對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種肖特基二極管，在襯底上具有外延，外延中具有隔離保護環，所述的隔離保護環環繞包圍有源區，在有源區中具有多個溝槽屏蔽電極，其特征在于:所述的溝槽屏蔽電極，其溝槽填充有金屬，且溝槽側壁具有絕緣介質層將填充的金屬與外延隔離；所述溝槽底部沒有絕緣介質層，溝槽下方具有P阱，溝槽內的金屬與下方的P阱直接接觸連通。
2.如權利要求1所述的肖特基二極管，其特征在于:所述溝槽內填充的金屬為鈦/氮化鈦和鶴。
3.如權利要求1所述的肖特基二極管的工藝方法，其特征在于:包含如下工藝步驟: 第I步，在襯底上的外延中，進行隔離保護環的注入； 第2步，整個器件表面進行場氧生長； 第3步，進行有源區注入； 第4步，有源區溝槽刻蝕； 第5步，溝槽內氧化膜生長，并刻蝕掉溝槽底部的氧化膜以露出底部的硅； 第6步，溝槽底部P阱注入； 第7步，溝槽內金屬填充； 第8步,層間介質淀積并刻蝕； 第9步，溝槽頂部金屬淀積，以及硅片背面研磨，淀積背面金屬。
4.如權利要求3所述的一種射頻LDMOS器件的工藝方法，其特征在于:所述第5步中，氧化膜只形成于溝槽內壁，溝槽底部沒有氧化膜。
5.如權利要求3所述的一種射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于:所述第7步中，溝槽內填充的金屬包含鈦/氮化鈦和鎢。
6.如權利要求3所述的一種射頻LDMOS器件的制造方法，其特征在于:所述第9步中，溝槽頂部淀積的金屬包含鈦/氮化鈦。
【專利摘要】本發明公開了一種溝槽屏蔽型的肖特基二極管，其襯底上具有外延，所述外延中，隔離保護環環繞包圍有源區，有源區內具有多個溝槽屏蔽電極，本發明在所述的溝槽底部增加了P阱，溝槽內填充的金屬與溝槽內壁之間具有絕緣介質層，溝槽底部沒有絕緣介質層，溝槽內的金屬與P阱接觸連通，通過反向加壓時P阱與N型外延層之間形成PN結反偏，溝槽結構形成橫向電場，增強器件的抗擊穿能力。
【IPC分類】H01L29-872, H01L29-06, H01L21-329
【公開號】CN104752521
【申請號】CN201310729326
【發明人】周穎, 叢茂杰
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月26日