[发明专利]一种肖特基二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体涉及一种肖特基二极管及其制造方法。

背景技术

肖特基势垒二极管SBD（Schottky Barrier Diode，简称肖特基二极管）是德国科学家肖特基(Schottky)1938年发明的。它是一种低功耗、超高速半导体器件，广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路，作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管使用。肖特基二极管比普通二极管有正向压降低、反向电荷恢复时间短(10ns以内)等优点。

目前传统肖特基二极管在获得广泛应用同时，亦遇到了新的问题：随着半导体技术的发展，对肖特基二极管反向耐压要求越来越高，近些年甚至达到200V~250V，反向耐压的提高势必造成正向压降的增大，导致在高压整流电路中产生较大的功耗，造成不必要的资源浪费。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种具有反向耐压高、正向降压效果好、功耗小的肖特基二极管及其形成方法。

根据本发明实施例的肖特基二极管，包括：阴极金属层；形成在所述阴极金属层之上的重掺第一类型掺杂衬底层；形成在所述重掺第一类型掺杂衬底层之上的轻掺第一类型掺杂外延层；形成在所述轻掺第一类型掺杂外延层之上的阳极金属层，其中，所述轻掺第一类型掺杂外延层与所述阳极金属层的界面处形成了肖特基势垒区；形成在所述肖特基势垒区和轻掺第一类型掺杂外延层之中的至少一个第二类型掺杂扩散区，其中，所述第二类型掺杂扩散区与所述阳极金属层形成欧姆接触，其中，多个所述第二类型掺杂扩散区总面积小于所述肖特基势垒区面积的一半，并且相邻两个所述第二类型掺杂扩散区的间隔大于所述第二类型掺杂扩散区的宽度与深度之和。

在本发明的一个实施例中，还包括：形成在所述轻掺第一类型掺杂外延层的顶部表面的、且位于所述至少一个第二类型掺杂扩散区的外围的第二类型掺杂保护环。

在本发明的一个实施例中，还包括：形成在所述第二类型掺杂保护环之上的边缘二氧化硅保护层。

在本发明的一个实施例中，所述第二类型掺杂扩散区和所述第二类型掺杂保护环的掺杂浓度相等。

在本发明的一个实施例中，所述第二类型掺杂扩散区的掺杂原子为硼或磷，掺杂浓度为10¹⁴-10¹⁸原子/立方厘米。

在本发明的一个实施例中，所述第二类型掺杂扩散区的形状为正方形、圆形、六边形或八边形。根据本发明实施例的肖特基二极管的形成方法，包括：A.提供重掺第一类型掺杂衬底层；B.在所述重掺第一类型掺杂衬底层之上形成轻掺第一类型掺杂外延层；C.在所述轻掺第一类型掺杂外延层的顶部形成至少一个第二类型掺杂扩散区；D.在所述轻掺第一类型掺杂外延层和所述第二类型掺杂扩散区之上形成阳极金属层，其中，所述轻掺第一类型掺杂外延层与所述阳极金属层的界面处形成了肖特基势垒区，所述第二类型掺杂扩散区与所述阳极金属层形成欧姆接触，其中，多个所述第二类型掺杂扩散区总面积小于所述肖特基势垒区面积的一半，并且相邻两个所述第二类型掺杂扩散区的间隔大于所述第二类型掺杂扩散区的宽度与深度之和；以及E.在所述重掺第一类型掺杂衬底层的下表面形成阴极金属层。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤C的同时，还包括：在所述轻掺第一类型掺杂外延层的顶部表面、所述至少一个第二类型掺杂扩散区的外围形成第二类型掺杂保护环。

在本发明的一个实施例中，在所述步骤C的同时，还包括：在所述第二类型掺杂保护环之上形成边缘二氧化硅保护层。

在本发明的一个实施例中，所述第二类型掺杂扩散区和所述第二类型掺杂保护环的掺杂浓度相等。

在本发明的一个实施例中，所述第二类型掺杂扩散区的掺杂原子为硼或磷，掺杂浓度为10¹⁴-10¹⁸原子/立方厘米。

在本发明的一个实施例中，所述第二类型掺杂扩散区的形状为正方形、圆形、六边形或八边形。