[发明专利]肖特基二极管器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种肖特基势垒二极管器件(Schottky Barrier Diode，SBD)。 

背景技术

肖特基势垒二极管简称为肖特基二极管，是以金属为正极，以n型半导体为负极，利用金属与轻掺杂的n型半导体材料的接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。 

请参阅图1和图2，这是一种传统的肖特基二极管器件，其具体结构为：在衬底10之上具有n型埋层11和p型埋层12，在n型埋层11和p型埋层12之上为n型外延层13。在n型外延层13的表面具有多个隔离结构141、142，这些隔离结构均为氧化硅，采用场氧隔离(LOCOS)或浅槽隔离(STI)工艺制造。在n型外延层13中具有高压n阱15，高压n阱15的底部与n型埋层11相接触。在n型外延层13中还具有p阱161，p阱161的底部与p型埋层12相接触。在高压n阱15中具有n阱162。在n型外延层13中还具有p阱163。在n阱162的表面具有n型重掺杂区171。在p阱163的表面具有p型重掺杂区172。n型重掺杂区171和p型重掺杂区172之间由隔离结构142相隔离。在n型重掺杂区171、p型重掺杂区172和n型外延层13的表面具有金属硅化物18。在隔离结构141、142和金属硅化物18之上具有层间介质19，例如硼磷硅玻璃(BPSG)。在层间介质19中具有多个 接触孔，每个接触孔的底部和侧壁都具有阻挡层金属硅化物30，每个接触孔的其余部位填充有接触孔电极20，每个接触孔电极20的下方均通过阻挡层金属硅化物30与金属硅化物18相接触。在层间介质19之上具有负极211和正极212，负极211和正极212均与接触孔电极20的顶部相接触。 

为简便起见，在图1中将接触孔电极20及其外围、下方的阻挡层金属硅化物30简化为一个接触孔电极20，其详细结构如图2所示。在图1、图2所示的肖特基二极管中，金属硅化物18和n型外延层13之间形成肖特基接触。 

现有的肖特基二极管的制造方法包括如下步骤： 

第1步，在衬底10上以离子注入工艺形成n型掺杂区、p型掺杂区，并通过推阱(高温热退火)工艺使杂质扩散，所形成的n型掺杂区作为n型埋层11，所形成的p型掺杂区作为p型埋层12。 

第2步，在衬底10上以外延工艺生长一层n型外延层13。 

第3步，在n型外延层13的表面以场氧隔离或浅槽隔离工艺制造隔离结构141、142。隔离结构141之间的区域称为有源区。 

第4步，在n型外延层13中以离子注入和退火工艺形成高压n阱15，高压n阱15的底部接触n型埋层11。 

第5步，在n型外延层13中以离子注入和退火工艺形成p阱161、p阱163。在高压n阱15中以离子注入和退火工艺形成n阱162。p阱161的底部与p型埋层12相接触。p阱163的底部落在n型外延层13中。p阱161在最外侧，p阱163在最内侧，高压n阱15在两者之间。 

第6步，在n阱162中以离子注入和退火工艺形成n型重掺杂区171。在p阱163中以离子注入和退火工艺形成p型重掺杂区172。n型重掺杂区171和p型重掺杂区172之间由隔离结构142相隔离。 

第7步，在硅片表面除隔离结构141、142以外的区域(此时即n型重掺杂区171、p型重掺杂区172和n型外延层13的表面)淀积一层金属，例如钛(Ti)，接着进行高温退火处理形成金属硅化物18，例如硅化钛(TiSi₂)。 

第8步，在硅片表面(此时即隔离结构141、142和金属硅化物18的表面)淀积一层层间介质19，例如硼磷硅玻璃。 

第9步，在层间介质19中以光刻和刻蚀工艺刻蚀多个接触孔，然后在这多个接触孔的底部和侧壁淀积阻挡层金属，接着通过高温退火处理在这多个接触孔的底部和侧壁形成阻挡层金属硅化物30，最后以物理气相淀积(PVD)工艺用金属填充这多个接触孔形成接触孔电极20。每个接触孔电极20的底部均通过阻挡层金属硅化物30与金属硅化物18相接触。 

第10步，在硅片表面(此时即层间介质19的表面)淀积一层金属，通过光刻和刻蚀工艺形成负极211和正极212。负极211的底部与接触孔电极20相接触，再往下则是n型重掺杂区171。正极212的底部与接触孔电极20相接触，再往下则是p型重掺杂区172和n型外延层13。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种肖特基二极管器件，具有较高的击穿电压。为此，本发明还要提供所述肖特基二极管器件的制造方法。