[发明专利]一种肖特基沟槽MOS半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到一种肖特基沟槽MOS半导体装置，并将肖特基引入到半导体装置中，本发明的半导体装置是超级势垒整流器和功率MOSFET器件的基础结构，本发明还涉及一种肖特基沟槽MOS半导体装置的制造工艺。

背景技术

具有沟槽结构的半导体器件，已成为器件发展的重要趋势。对于功率半导体器件，不断降低导通压降和不断提高器件开关速度成为器件发展的重要趋势。

传统沟槽MOS器件在沟槽内壁生长有栅氧，沟槽内填充有多晶硅，沟槽边侧半导体材料依次设置有源区、体区和漏区。

发明内容

本发明提出一种肖特基沟槽MOS半导体装置，其具有较低的导通电阻。

一种肖特基沟槽MOS半导体装置，其特征在于：包括：衬底层，为半导体材料；漂移层，为第一传导类型的半导体材料，位于衬底层之上；沟槽，位于漂移层中和半导体装置表面，沟槽内壁有绝缘层，同时，沟槽内填充有多晶半导体材料；体区，为第二传导类型的半导体材料，临靠沟槽和半导体装置表面，体区之间为第一传导类型的半导体材料，与漂移层相连；肖特基势垒结，位于体区之间的第一传导类型的半导体材料表面；源区，为第一传导类型的半导体材料，临靠沟槽和半导体装置表面，同时，源区底部和侧壁被体区包裹。

一种肖特基沟槽MOS半导体装置的制造方法，其特征在于：包括如下步骤：在衬底层上通过外延生产形成第一传导类型的半导体材料漂移层；在表面形成钝化层，在待形成沟槽区域表面去除钝化层；进行刻蚀半导体材料，形成沟槽；通过倾斜注入退火，进行第二传导类型杂质扩散，然后通过倾斜注入退火再次进行第二传导类型杂质扩散，然后通过倾斜注入退火进行第一传导类型杂质扩散；在沟槽内壁形成绝缘层，在沟槽内填充多晶半导体材料；在器件表面形成钝化层，然后去除器件表面部分钝化层；在器件表面淀积金属，进行烧结形成肖特基势垒结。

本发明的一种肖特基沟槽MOS半导体装置，将肖特基并联到MOS器件中，从而提高器件的开关速度和降低器件的正向导通压降。

附图说明

图1为本发明一种肖特基沟槽MOS半导体装置。

其中，

1、衬底层；

2、漂移层；

3、体区；

4、源区；

5、氧化层；

6、肖特基势垒结；

7、N型多晶半导体材料。

具体实施方式

实施例1

图1示出了本发明一种肖特基沟槽MOS半导体装置的示意性剖面图，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。

一种肖特基沟槽MOS半导体装置包括：衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子掺杂浓度为1E19cm^-3；漂移层2，位于衬底层1之上，为N传导类型的半导体硅材料，磷原子掺杂浓度为1E16cm^-3，厚度为10um；体区3，位于漂移层2之上，临靠沟槽，为P传导类型的半导体材料，体区3的表面具有硼原子重掺杂接触区，体区3厚度为4um；源区4，临靠沟槽和体区3，为磷原子重掺杂N传导类型的半导体材料，源区4厚度为2um；氧化层5，为硅材料的氧化物，位于沟槽内壁；肖特基势垒结6，位于体区3之间的N传导类型的半导体材料表面；沟槽的宽度为2um，沟槽之间的间距为4um，；N型多晶半导体材料7，位于沟槽内，为高浓度杂质掺杂的多晶半导体材料。

本实施例的工艺制造流程如下：

第一步，在衬底层1上通过外延生产形成漂移层2；

第二步，在表面热氧化形成氧化层，在待形成沟槽区域表面去除氧化层；

第三步，进行干法刻蚀，去除半导体材料，形成沟槽；

第四步，通过倾斜注入硼退火，进行第二传导类型杂质扩散，然后通过不同角度倾斜注入退火硼再次进行第二传导类型杂质扩散，然后通过倾斜注入磷退火进行第一传导类型杂质扩散，形成体区3和源区4；

第五步，在沟槽内壁热氧化形成氧化层5，在沟槽内填充N型多晶半导体材料7；

第六步，在器件表面形成钝化层，然后去除器件表面部分钝化层；

第七步，在器件表面淀积势垒金属，进行烧结工艺，形成肖特基势垒结，如图1所示。

然后在此基础上，淀积金属铝，然后反刻铝，为器件引出源极和栅极。通过背面金属化工艺为器件引出漏极。

通过上述实例阐述了本发明，同时也可以采用其它实例实现本发明。本发明不局限于上述具体实例，因此本发明由所附权利要求范围限定。