[发明专利]肖特基二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种肖特基二极管及其制造方法。

背景技术

肖特基（Schottky）二极管，又称肖特基势垒二极管，是以金属和半导体接触形成的势垒为基础的二极管。与PN结形成的硅二极管相比，肖特基二极管具有反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降更低（0.4V左右）等的优点，因此，肖特基二极管作为一种低功耗、大电流、超高速的半导体器件，广泛地应用于半导体技术领域中。

在公开号为CN102024758A的中国专利申请中公开了一种肖特基二极管的制造方法包括：提供半导体衬底，所述半导体衬底分为欧姆接触区域和整流接触区域，在半导体衬底内形成掺杂阱；在所述半导体衬底的整流接触区域形成介质层；在半导体衬底的欧姆接触区域形成高浓度扩散区,所述高浓度扩散区的导电类型与所述掺杂阱的导电类型相同。在所述专利申请的技术方案中，通过金属-半导体界面间加入介质层，避免等离子体工艺对金属-半导体界面造成的损伤，改善了界面状态，进而改善形成肖特基二极管器件的电学性能。

然而，对于肖特基二极管而言，由于金属的势能较低，因此，在反向偏置时容易形成从半导体至金属方向的漏电流，因此，如何解决肖特基二极管的反向漏电较大、击穿电压低的问题，一直是本领域技术人员研究的热点。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种肖特基二极管及其制造方法，以提高肖特基二极管的反向击穿电压。

为了解决上述问题，本发明提供一种肖特基二极管，包括：半导体衬底；位于半导体衬底中的多个沟槽结构，用于将半导体衬底分隔为阳极区和阴极区；位于阳极区半导体衬底上、围绕所述阳极区的栅极结构环，所述栅极结构环沿环向的每一位置处均与所述阳极区半导体衬底有接触区域；位于栅极结构环露出的阳极区半导体衬底上、栅极结构环上、沟槽结构露出的阴极区半导体衬底上的金属层，其中，所述栅极结构环露出的阳极区半导体衬底和栅极结构环上的金属层电连接在一起，作为阳极，沟槽结构露出的阴极区半导体衬底上的金属层电连接在一起，作为阴极。

可选地，包括：所述栅极结构环包括依次位于半导体衬底上的栅极介质层、栅极层、包围所述栅极介质层和栅极层的侧墙。

可选地，包括：所述栅极层的材料为多晶硅。

可选地，所述金属层为金属硅化物。

可选地，所述金属层为钴的硅化物。

可选地，所述半导体衬底还形成有N阱。

可选地，阴极区的半导体衬底和金属层之间还形成有N型掺杂层。

可选地，所述金属层上还形成有插塞结构，栅极结构环露出的阳极区半导体衬底、栅极结构环上的插塞结构电连接在一起；沟槽结构露出的阴极区半导体衬底上的插塞结构电连接在一起。

相应地，本发明还提供一种肖特基二极管的制造方法，包括：提供半导体衬底；在半导体衬底中形成多个沟槽结构，所述沟槽结构用于将半导体衬底分隔为阳极区和阴极区；在阳极区半导体衬底上形成围绕所述阳极区的栅极结构环，所述栅极结构环沿环向的每一位置处均与所述阳极区半导体衬底有接触区域；在栅极结构环露出的阳极区半导体衬底上、栅极结构环上、沟槽结构露出的阴极区半导体衬底上形成金属层；使所述栅极结构环露出的阳极区半导体衬底和栅极结构环上的金属层电连接在一起，作为阳极；使沟槽结构露出的阴极区半导体衬底上形成金属层电连接在一起，作为阴极。

可选地，形成栅极结构环的方法包括：在阳极区半导体衬底上依次形成栅极介质层、栅极层、包围所述栅极介质层和栅极层的侧墙。

可选地，所述栅极层的材料为多晶硅。

可选地，所述金属层为金属硅化物。

可选地，所述金属硅化物为钴的硅化物。

可选地，在半导体衬底中形成多个沟槽结构之前，还包括在半导体衬底中形成N阱。

可选地，在形成金属层之前，还包括：对沟槽结构露出的阴极区进行N型离子注入，形成N型掺杂层。

可选地，在形成金属层之后，使金属层电连接之前还包括在金属层上形成插塞结构，使金属层电连接的步骤包括：将栅极结构环露出的阳极区半导体衬底、栅极结构环上的插塞结构电连接在一起；将沟槽结构露出的阴极区半导体衬底上插塞结构电连接在一起。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：