一種多溝槽終端肖特基器件及其製備方法與流程
2023-05-28 12:04:21 2
本發明涉及到一種多溝槽終端肖特基器件，本發明還涉及一種多溝槽終端肖特基器件的製備方法。
背景技術：
功率半導體器件被大量使用在電源管理和電源應用上，特別涉及到肖特基結的半導體器件已成為器件發展的重要趨勢，肖特基器件具有正向開啟電壓低開啟關斷速度快等優點。肖特基二極體可以通過多種不同的布局技術製造，最常用的為平面布局，傳統的平面肖特基二極體具有較為複雜的製造工藝，需要三次光刻腐蝕工藝完成器件的生產製造。
技術實現要素：
本發明針對上述問題提出，提供一種多溝槽終端肖特基器件及其製備方法。一種多溝槽終端肖特基器件，其特徵在於：包括：襯底層，為半導體材料；漂移層，為第一傳導類型的半導體材料，位於襯底層之上；多個溝槽，位於器件邊緣漂移層中，溝槽內壁表面有絕緣材料，臨靠溝槽側壁區域設置有第二傳導類型半導體材料；肖特基勢壘結，位於漂移層表面。一種多溝槽終端肖特基器件的製備方法，其特徵在於：包括如下步驟：在襯底層上通過外延生產形成第一傳導類型的半導體材料層；在表面形成第一鈍化層，在待形成溝槽區域表面去除第一鈍化層；進行雜質摻雜；進行刻蝕半導體材料，形成溝槽；在溝槽內壁形成第二鈍化層，腐蝕去除器件表面第一鈍化層；在器件表面澱積金屬，進行燒結形成肖特基勢壘結。本發明的半導體器件具有多個溝槽結構的終端，將浮空場限環加入到器件的溝槽終端結構中，同時簡化了器件的製造流程。附圖說明圖1為本發明的一種多溝槽終端肖特基器件剖面示意圖；圖2為本發明的第二種多溝槽終端肖特基器件剖面示意圖；圖3為本發明的第三種多溝槽終端肖特基器件剖面示意圖。其中，1、襯底層；2、二氧化矽；3、第一導電半導體材料；4、第二導電半導體材料；5、肖特基勢壘結；10、上表面金屬層；11、下表面金屬層。具體實施方式實施例1圖1為本發明的一種多溝槽終端肖特基器件剖面圖，下面結合圖1詳細說明本發明的半導體裝置。一種多溝槽終端肖特基器件，包括：襯底層1，為N導電類型半導體矽材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3，在襯底層1下表面，通過下表面金屬層11引出電極；第一導電半導體材料3，位於襯底層1之上，為N傳導類型的半導體矽材料，磷原子的摻雜濃度為1E16/CM3；第二導電半導體材料4，位於溝槽側壁和底部，為P傳導類型的半導體矽材料；肖特基勢壘結5，位於第一導電半導體材料3的表面，為半導體矽材料與勢壘金屬形成的矽化物；二氧化矽2，位於溝槽內壁；器件邊緣的溝槽間距為3um，溝槽深度為5um；器件上表面附有上表面金屬層10，為器件引出另一電極。其製作工藝包括如下步驟：第一步，在襯底層1表面外延形成第一導電半導體材料層3；第二步，表面澱積氮化矽，進行光刻腐蝕工藝，半導體材料表面去除部分氮化矽；第三步，進行硼擴散，形成第二導電半導體材料4；第四步，幹法刻蝕，去除部分裸露半導體矽材料形成溝槽；第五步，進行熱氧化工藝，在溝槽內壁形成二氧化矽2，腐蝕去除氮化矽；第六步，在半導體材料表面澱積勢壘金屬，進行燒結形成肖特基勢壘結5，然後在表面澱積金屬形成上表面金屬層10，進行光刻腐蝕工藝腐蝕去除表面部分金屬；第七步，進行背面金屬化工藝，在背面形成下表面金屬層11，器件結構如圖1所示。實施例2圖2為本發明的一種多溝槽終端肖特基器件剖面圖，下面結合圖2詳細說明本發明的半導體裝置。一種多溝槽終端肖特基器件，包括：襯底層1，為N導電類型半導體矽材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3，在襯底層1下表面，通過下表面金屬層11引出電極；第一導電半導體材料3，位於襯底層1之上，為N傳導類型的半導體矽材料，磷原子的摻雜濃度為1E16/CM3；第二導電半導體材料4，位於溝槽側壁和底部，為P傳導類型的半導體矽材料；肖特基勢壘結5，位於第一導電半導體材料3的表面，為半導體矽材料與勢壘金屬形成的矽化物；二氧化矽2，位於溝槽內壁；器件邊緣的溝槽間距為3um，溝槽深度為3um；器件上表面附有上表面金屬層10，為器件引出另一電極。其製作工藝包括如下步驟：第一步，在襯底層1表面外延形成第一導電半導體材料層3；第二步，表面澱積氮化矽，進行光刻腐蝕工藝，半導體材料表面去除部分氮化矽；第三步，進行硼擴散，形成第二導電半導體材料4；第四步，幹法刻蝕，去除部分裸露半導體矽材料形成溝槽；第五步，進行熱氧化工藝，在溝槽內壁形成二氧化矽2，腐蝕去除氮化矽；第六步，在半導體材料表面澱積勢壘金屬，進行燒結形成肖特基勢壘結5，然後在表面澱積金屬形成上表面金屬層10，進行光刻腐蝕工藝腐蝕去除表面部分金屬；第七步，進行背面金屬化工藝，在背面形成下表面金屬層11，器件結構如圖2所示。實施例3圖3為本發明的一種多溝槽終端肖特基器件剖面圖，下面結合圖3詳細說明本發明的半導體裝置。一種多溝槽終端肖特基器件，包括：襯底層1，為N導電類型半導體矽材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3，在襯底層1下表面，通過下表面金屬層11引出電極；第一導電半導體材料3，位於襯底層1之上，為N傳導類型的半導體矽材料，磷原子的摻雜濃度為1E16/CM3；第二導電半導體材料4，位於溝槽側壁和底部，為P傳導類型的半導體矽材料；肖特基勢壘結5，位於第一導電半導體材料3的表面，為半導體矽材料與勢壘金屬形成的矽化物；二氧化矽2，位於溝槽內壁；器件邊緣的溝槽間距為1um，溝槽深度為3um；器件上表面附有上表面金屬層10，為器件引出另一電極。其製作工藝包括如下步驟：第一步，在襯底層1表面外延形成第一導電半導體材料層3；第二步，表面澱積氮化矽，進行光刻腐蝕工藝，半導體材料表面去除部分氮化矽；第三步，進行硼擴散，形成第二導電半導體材料4；第四步，幹法刻蝕，去除部分裸露半導體矽材料形成溝槽；第五步，進行熱氧化工藝，在溝槽內壁形成二氧化矽2，腐蝕去除氮化矽；第六步，在半導體材料表面澱積勢壘金屬，進行燒結形成肖特基勢壘結5，然後在表面澱積金屬形成上表面金屬層10，進行光刻腐蝕工藝腐蝕去除表面部分金屬；第七步，進行背面金屬化工藝，在背面形成下表面金屬層11，器件結構如圖3所示。通過上述實例闡述了本發明，同時也可以採用其它實例實現本發明，本發明不局限於上述具體實例，因此本發明由所附權利要求範圍限定。