[发明专利]肖特基二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种肖特基二极管及其制作方法。

背景技术

肖特基二极管（Schottky Barrier Diode）是一种低功耗、大电流、超高速半导体器件。其反向恢复时间短（可以小到几纳秒），正向导通电压低（0.4伏特左右），整流电流大（可高达几千安培），因此广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等。

现在的肖特基二极管结构是以金属层为正极，以N型半导体衬底为负极，利用两者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成金属-半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子，金属中仅有极少量的自由电子，所以电子便从浓度高的半导体负极中向浓度低的金属正极中扩散。随着电子的不断扩散，负极表面电子浓度逐渐降低，表面电中性被破坏，于是就形成势垒。但是在该电场的作用下，正极中的电子也会产生从正极到负极的漂移运动，从而削弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后，电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡，便形成了肖特基势垒。

肖特基二极管主要包括：半导体衬底，所述半导体衬底上形成有n型外延层；所述半导体衬底及n型外延层上形成有沟槽；位于所述沟槽上形成有肖特基接触窗，所述肖特基接触窗的侧壁和底部形成有阻挡层，中间填充有金属层。图1是现有技术中MOS晶体管集成肖特基二极管的平面结构示意图。如图1所示，沟槽101为条状，沟槽101之上形成有肖特基接触窗102，所述肖特基接触窗102的侧壁和底部填充有阻挡层，里面填充有金属层（图1中未示出），以及n型外延层和半导体衬底（图1中未示出）构成肖特基二极管，103为MOS区域的接触窗口。

使用现有技术制作的肖特基二极管，存在垂直于沟槽方向的边缘区域处有较高的饱和漏电流的问题。

发明内容

本发明提供了一种肖特基二极管及其制作方法，以解决现有技术中肖特基二极管在垂直沟槽方向的边缘区域处存在较高饱和漏电流的问题。

本发明提供的肖特基二极管的制作方法，包括：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有n型外延层；

在所述半导体衬底及n型外延层中形成沟槽，所述沟槽呈环形；

填充所述沟槽，并在所述沟槽上形成肖特基接触窗。

进一步的，所述沟槽包括第一方向的沟槽和第二方向的沟槽。

进一步的，所述第一方向的沟槽和第二方向的沟槽相互垂直。

进一步的，所述环形为正方形。

进一步的，所述环形为长方形。

进一步的，所述肖特基接触窗包括金属层以及位于所述金属层底部及侧壁的阻挡层。

进一步的，所述阻挡层为钛层/氮化钛层，所述钛层形成于所述环形区域的侧壁和底部，所述氮化钛层形成于所述钛层上，或所述阻挡层为钽层/氮化钽层，所述钽层形成于所述环形区域的侧壁和底部，所述氮化钽层形成于所述钽层上。

进一步的，所述金属层的材质为钨、铝、银、金、铜中的一种或多种。

相应的，本发明还提出一种使用以上肖特基二极管的制作方法制作的肖特基二极管，包括：

半导体衬底，所述半导体衬底上形成有n型外延层；

所述半导体衬底及n型外延层上形成有沟槽，所述沟槽呈环形；

在所述沟槽上形成有肖特基接触窗。

发明人发现在条状的沟槽之上形成肖特基接触窗时，肖特基接触窗的两边位于所述沟槽之上，沟槽的存在可以保护其拐角处的阻挡层与金属层，提高成膜质量，同时阻挡层可以减小金属层与n型外延层之间的接触电阻，并且可以消除边缘区域的电场，最终使得拐角处有较小的饱和漏电流，但是在垂直于沟槽的方向上并没有沟槽的保护，由此形成的金属质量不好，并且拐角处金属的接触不好导致接触电阻比较高，最终使垂直于沟槽方向的边缘区域处存在较高的饱和漏电流。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过将肖特基二极管的沟槽围成一环形区域，肖特基接触窗的四边都位于沟槽上，可以保证拐角处金属填充的质量，降低金属与n型外延层之间的接触电阻，并且降低边缘区域的电场，从而达到减小边缘区域四周的饱和漏电流的目的；

2、将沟槽围成一环形区域，与现有技术相比，MOS晶体管集成肖特基二极管中MOS区域的导通电阻降低，并且器件的性能也得到提升。

附图说明

图1是现有技术中MOS晶体管集成肖特基二极管的平面结构示意图。

图2为本发明一实施例提供的MOS晶体管集成肖特基二极管的平面结构示意图。

具体实施方式