[发明专利]一种沟槽肖特基势垒二极管及其制造方法

权利要求书

1. 一种沟槽肖特基势垒二极管，自上而下依次由阳极金属层（1）、第一导电类型轻掺杂的外延层（3）、衬底（4）及阴极金属层（5）构成，所述外延层（3）上部横向间隔设置有若干沟槽（6），相邻沟槽（6）之间的外延层（3）形成凸台（7），其特征在于，所述阳极金属层（1）与外延层（4）之间设有肖特基势垒金属层（2），所述肖特基势垒金属层（2）与凸台（7）顶面形成肖特基势垒接触，所述沟槽（6）内填充有第二导电类型非均匀掺杂的导电多晶硅（8），所述导电多晶硅（8）与沟槽（6）之间设有隔离层（9），所述凸台（7）两侧的顶角设有第二导电类型重掺杂的顶角保护区域（10），所述导电多晶硅（8）顶面及顶角保护区域（10）顶面均与肖特基势垒金属层（2）形成欧姆接触。

2. 根据权利要求1所述的一种沟槽肖特基势垒二极管，其特征在于，所述肖特基势垒金属层（2）厚度为10~1000埃米。

3. 根据权利要求1所述的一种沟槽肖特基势垒二极管，其特征在于，所述外延层（3）的杂质掺杂浓度由顶面至底面递增，其中，顶面掺杂浓度为10¹⁴ cm^-3 ~10¹⁶ cm^-3，底面掺杂浓度为10¹⁸ cm^-3~10²¹ cm^-3。

4. 根据权利要求1所述的一种沟槽肖特基势垒二极管，其特征在于，所述导电多晶硅（8）顶面与凸台（7）顶面齐平。

5. 根据权利要求1或4所述的一种沟槽肖特基势垒二极管，其特征在于，所述导电多晶硅（8）的杂质掺杂浓度由顶面至底面递减，其中，顶面掺杂浓度为10¹⁸ cm^-3 ~10²¹ cm^-3，底面掺杂浓度为10¹⁴ cm^-3 ~ 10¹⁶ cm^-3。

6. 根据权利要求1所述的一种沟槽肖特基势垒二极管，其特征在于，所述隔离层（9）为二氧化硅层。

7. 根据权利要求1所述的一种沟槽肖特基势垒二极管，其特征在于，所述顶角保护区域（10）的顶面宽度为凸台（7）顶面宽度的1~10%。

8. 一种如权利要求1所述的沟槽肖特基势垒二极管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

（一）在衬底（4）上生长外延层（3）；

（二）在外延层（3）上生长介质层，在介质层上涂上光刻胶（16）后通过光刻在介质层上定义出沟槽图形（14）；

（三）通过干法刻蚀选择性除去未被光刻胶（16）保护的介质层，曝露出与沟槽图形（14）对应的外延层（3）后除去光刻胶（16），将保留下来的介质层作为硬掩膜（11）；

（四）以硬掩膜（11）为保护，采用干法刻蚀选择性刻蚀曝露的外延层（3），在外延层（3）中形成沟槽（6），沟槽（6）之间由硬掩膜（11）保护的外延层（3）形成凸台（7）；

（五）在整个结构顶层生长隔离层（9）；

（六）在整个结构顶层沉积多晶硅（15），使多晶硅（15）填充满沟槽（6）；

（七）采用干法刻蚀选择性去除部分多晶硅（15），使多晶硅（15）顶面与凸台（7）顶面齐平；

（八）采用湿法腐蚀选择性去除沟槽（6）开口端两侧的部分硬掩膜（11），曝露出凸台（7）的顶角；

（九）采用离子注入的方法对曝露的凸台（7）顶角顶面及多晶硅（15）顶面进行掺杂以形成第二导电类型重掺杂区域（12），热退火后形成导电多晶硅（8），同时形成顶角保护区域（10），或采用高温扩散法，先在曝露的凸台（7）顶角顶面及多晶硅（15）顶面沉积掺杂玻璃层（13），热退火后再采用湿法腐蚀选择性去除掺杂玻璃层（13），即形成导电多晶硅（8），同时形成顶角保护区域（10）；

（十）采用湿法腐蚀，选择性去除硬掩膜（11）后在整个结构顶层沉积肖特基势垒金属层（2）；

（十一）在肖特基势垒金属层（2）顶面沉积阳极金属层（1）；

（十二）采用研磨衬底（4）底面的方法进行衬底减薄，然后在衬底（4）底面沉积阴极金属层（5），得沟槽肖特基势垒二极管。