[发明专利]一种肖特基二极管结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体二极管器件，具体涉及一种肖特基二极管结构，属于半导体技术领域。

背景技术

肖特基二极管是基于半导体物理金属-半导体接触理论发展出来的一种双端半导体器件。肖特基二极管正向压降低、反向恢复时间短、开关速度快、噪声系数小、串联电阻小，有良好的高频特性和开关特性，利用肖特基二极管的非线性电阻，还可以作为微波混频器用；作为变容二极管可以应用于参量放大器；在超高速逻辑电路中可以用其作为快速钳位二极管；肖特基二极管广泛应用于各种高频、微波及高速电路中，肖特基二极管还特别适用于开关电源。由于开关电源体积小、重量轻、效率高，所以是取代传统电源的理想选择，开关电源广泛应用于计算机、雷达、电视机、通讯发射与接收机、航天器、仪器仪表等方面。

图1为现有肖特基二极管结构，在半导体衬底101上，轻掺杂的阱区102与金属电极103直接接触形成金属-半导体接触的肖特基结，其肖特基势垒通常是通过铝等金属材料与半导体接触形成的，通过这种方式形成的肖特基结处于半导体的表面，所以半导体表面存在的大量的表面态使得肖特基结的特性不稳定，另外，多数导电良好的金属材料容易发生氧化反应，这也严重影响了肖特基结的特性，具有较高的输出功耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种低功耗、超高频、降低肖特基势垒的正向压降和反向漏电流、具有较低输出功耗的肖特基二极管结构。

为解决上述技术问题，本发明提供的肖特基二极管结构包括：半导体衬底、轻掺杂阱区、金属硅化物、扩散阻挡层和金属电极引出层。其中，轻掺杂阱区位于半导体衬底中，为N型半导体掺杂，其掺杂浓度为1E15cm^-3～1E17cm^-3，金属硅化物层的厚度为位于半导体衬底表面，并覆盖至少一部分所述轻掺杂阱区，金属硅化物与轻掺杂的N型阱区直接接触，形成金属-半导体接触的肖特基结，扩散阻挡层和金属电极引出层依次覆盖在金属硅化物表面。

根据本发明提供的肖特基二极管结构，金属材料的选择是影响肖特基二极管特性的关键。金属材料的选择应符合下述几个条件：具有良好的导电性能(即低的电阻率)，且微区径向分布均匀，具有良好的化学稳定性和温度稳定性，与半导体接触后具有较低的势垒高度，因为势垒高度在很大程度上决定了肖特基二极管的正向压降。相对于普通金属材料而言，金属硅化物具有更好的化学稳定性和温度稳定性，电阻率较低，选择不同的金属硅化物可以获得不同的肖特基势垒高度，最重要的是金属硅化物的形成工艺与半导体器件制备工艺完全兼容。N型半导体材料硅与不同的金属硅化物接触所形成的肖特基势垒高度如表1所示：