[发明专利]纳米硅肖特基二极管

说明书

(一)技术领域

本发明涉及二极管技术领域，具体为纳米硅肖特基二极管。

(二)背景技术

肖特基二极管(Schottkey.diode)是在金属和半导体表面形成表面势垒，并利用其特性制成的二极管。它的器件结构和整流特性完全不同于通常的P-N结二极管。当肖特基二极管处于正向导通时，电子从n型半导体一边流向金属，这时电子是多数载流子，当它注入金属后不存在所谓少数载流子积累(象通常P-N结中那样)，不会发生在接触势垒两边电荷的存贮，从而使它的开关时间远比一般二极管要快。而现有肖特基二极管的缺点就是其只能在200摄氏度的条件下工作，不耐高温，其反向漏电为微安级的，噪音系数高，工作伏安特性不够理想，开关时间超过2ns。

(三)发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种纳米硅肖特基二极管，其在高温下稳定性好，反向漏电程度轻，噪音系数低，伏安特性较好。

其技术方案是这样的：

其特征在于：其包括低电阻率单晶基片，所述基片上覆盖二氧化硅薄膜层，所述二氧化硅薄膜层设置有窗口，在所述窗口上沉积有掺杂的纳米硅薄膜，所述纳米硅薄膜上覆盖金属膜。

其进一步特征在于：所述金属膜可以为钛膜、铂膜、钨膜或者为钛、铂、钨的混合物膜；所述掺杂的纳米硅薄膜中掺杂磷、硼或砷；所述纳米硅薄膜的厚度为3纳米～6纳米；所述二氧化硅薄膜层的厚度为1微米；所述窗口的面积为300×300um²。

本发明的上述结构中，纳米硅肖特基二极管，以低电阻率单晶为基片，在其上沉积一层掺杂纳米硅薄膜，与现有技术相比具有以下优点：温度稳定性好，可在250℃～300℃高温下正常工作；反向漏电为(nA)量级，并具有极低的噪音系数，击穿为硬击穿；开关时间τ≤2ns.远低于目前市场上单晶硅肖特基二极管。

(四)附图说明

图1是本发明的示意图。

(五)具体实施方式

见图1，本发明包括低电阻率单晶基片1，基片1上覆盖二氧化硅薄膜层2，二氧化硅薄膜层2设置有窗口，在窗口上覆盖有掺杂的纳米硅薄膜3，纳米硅薄膜3上覆盖金属膜4。金属膜4可以为钛膜、铂膜、钨膜或者为钛、铂、钨的混合物膜；掺杂的纳米硅薄膜3中掺杂磷、硼或砷；纳米硅薄膜3的厚度为3纳米～6纳米；二氧化硅薄膜层的厚度为1微米；窗口的面积为300×300um²。

本发明的纳米硅肖特基二极管的器件结构及生产方法如下：

1、以N型低电阻率C-Si为基片，(4寸片)用半导体平面工艺热氧化法生成1微米左右的二氧化硅绝缘层；

2、用平面光刻技术，刻出一排一排小窗口约300×300300×300um²左右；

3、使用PECVD薄膜沉积技术在窗口上沉积3纳米～6纳米纳米硅掺杂膜，按产品要求控制掺杂浓度；

4、用平面光刻技术除去窗口外的纳米硅薄膜，留下窗口内的纳米硅薄膜；

5、使用镀膜技术，在纳米硅上镀上多层或单层金属；

6、用平面工艺进行表面钝化保护如Si₃N，然后在大约450℃温度下进行热处理使之形成肖特基结(金属-半导体结)；

7、使用平面工艺蒸发背电极形成欧姆接触；

8、切片，压焊电极，封装、完成器件结构。