[发明专利]一种高压功率型肖特基二极管的制作方法

说明书

本发明公开了一种高压功率型肖特基二极管的制作方法，包括在硅外延层上制作终端保护结构；然后再硅外延层上进行光刻接触孔，在使用稀HF溶液进行漂洗并且烘干，随即进行金属Al或金属Al合金的低温淀积，再进行光刻金属Al层，然后进行高、低温合金，对硅片进行背面减薄和背面金属化，最后得到肖特基势垒结构，基于该势垒结构进行肖特基二极管的制作。该方法解决了现有的方法工艺过程复杂、水资源浪费严重、生产成本高及工艺兼容性差等问题。

技术领域

本发明属于半导体功率器件制造技术领域，涉及一种高压功率型肖特基二极管的制作方法。

背景技术

肖特基二极管具有正向压降低、反向恢复时间短和抗浪涌电流能力强等特点，可以大幅度降低开关损耗，提高电路效率和使用频率，减少电路噪声，被广泛应用于高速高频整流、开关电路和保护电路中。随着功率处理能力的大幅提升，系统单元对功率器件的电流能力和耐压能力提出了较高的要求。对于肖特基二极管而言，电流能力大于30A，反向耐压能力大于100V的器件成为开关电源应用的主流产品。

根据肖特基二极管电流电压特性可知，为降低正向压降，可采用不同金属或金属硅化物制作势垒高度较小的肖特基二极管。但是当势垒高度降低时，反向漏电明显增加、反向耐压减小。因此，高压肖特基二极管通常采用势垒高度较大的铂金(Pt)硅化物肖特基工艺或金属与硅直接接触形成高势垒的肖特基工艺制作。其中，铂金硅化物肖特基工艺具有成本高、金属沾污大、工艺可靠的特点，而金属与硅直接接触形成高势垒的肖特基工艺具有制作成本低、工艺兼容好、工艺难度大的特点。

对于金属与硅直接接触形成高势垒的肖特基工艺而言，为避免肖特基接触界面本身漏电不稳定，业界比较成功的制作方法是，在金属淀积之前采用复杂的多次高低温清洗，以此保证硅与金属接触之前表面干净、清洁、稳定，使得与金属接触后能够形成界面一致、性能稳定的肖特基势垒。然而采用高低温清洗的制作方法虽可以制作出性能稳定、反型漏电较小的肖特基二极管，但该方法对清洗设备能力要求较高，工艺过程复杂，水资源浪费严重，生产成本较高，且与主流硅基器件工艺不兼容，需要单独为其配备清洗设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压功率型肖特基二极管的制作方法，解决了现有的方法工艺过程复杂、水资源浪费严重、生产成本高及工艺兼容性差等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

这种高压功率型肖特基二极管的制作方法，包括以下步骤

步骤1，在硅外延层上制作终端保护结构，得到第一硅外延层；

步骤2，在第一硅外延层上进行光刻肖特基接触孔，然后使用HF进行漂洗并且进行干燥处理，得到第二硅外延层；

步骤3，将掺有1％Cu或Si的金属Al在压强为3-5mTorr、纯度大于99.999％的氩气气氛、腔室温度为10～40℃的环境下，溅射功率为50-70W的条件下在第二硅外延层上进行溅射，得到的第三硅外延层上覆盖有厚度至少为2μm的金属Al层；或为在压强为1-2mTorr、腔室温度为10～40℃的环境下，使用电子束蒸发的方法将靶材为纯度大于99.999％的金属Al在第二硅外延层上进行蒸发，得到的第三层硅外延层上覆盖有厚道至少为2μm的金属Al层，其中电子束功率为50-70W；

步骤4，在第三硅外延层的金属Al层上进行光刻，形成肖特基接触金属图形，得到肖特基势垒结构；

步骤5，使用肖特基势垒结构制作并得到肖特基二极管。

更进一步的，本发明的特点还在于：

其中步骤2中HF溶液为体积比为10-50:1的水和HF的稀释溶液，且使用HF漂洗之后使用去离子水清洗至少1min。

其中步骤2中烘干为在热N₂环境下通过旋转进行甩干。