[发明专利]一种肖特基半导体器件及其制作方法

说明书

本发明公开了一种肖特基半导体器件及其制作方法，所述器件包括：位于衬底上的第一导电类型外延层，位于第一导电类型外延层中的第二导电类型增强区，位于第一导电类型外延层之上的纳米结构层，位于纳米结构层之上的肖特基金属。所述制作方法的步骤包括：在衬底上形成第一导电类型外延层，在第一导电类型外延层上形成第二导电类型增强区，在第一导电类型外延层之上形成纳米结构层，在纳米结构层之上制备肖特基金属。本发明通过在肖特基金属和外延层之间设置一层具有量子点结构的纳米结构层来调节能带宽度，并改变态密度的电性，从而提高了肖特基势垒。同时肖特基势垒高阻碍了载流子的反向流动，降低了肖特基半导体器件的反向漏电。

技术领域

本发明涉及功率半导体器件技术领域，尤其涉及一种肖特基半导体器件及其制作方法。

背景技术

由于肖特基整流器相对较低的通态压降和开关速度快等性能，使其成为功率应用电子器件中备受关注的单极器件。基于硅工艺可以得到极佳的器件，肖特基整流器被广泛应用于低工作电压电源电路。

硅肖特基整流器是一种具有高频整流作用的单极器件，在高功率应用中，肖特基整流器在导通过程中没有额外载流子的注入和存储，故很少有反向恢复电流，其关断过程很快，开关损耗很小。对于传统的硅器件来说，由于器件上的金属与硅的功函数差都不是很大，故硅的肖特基势垒较低，造成硅基肖特基整流器的反向漏电流较大，阻断电压较低，只能用于一两百伏的低电压场合。

然而如Ni、Au、Pt、Pd、Ti、Co等金属能与硅形成高肖特基势垒高度，具有高电压，但此类器件在反向阻断工作条件下，仍旧存在漏电流过大的缺点。

造成反向漏电的原因主要有以下三点：

1)金属与硅钝化膜界面处由于晶格失配在禁带内产生大量的界面态，会影响肖特基势垒的实际高度。

2)外加反向电压引起的镜像力降低造成的肖特基势垒高度降低现象。

3)SiO₂钝化层内存在的固定电荷。反向漏电会导致更多的功率损耗，会降低功率器件的使用寿命。

图1示出了现有的传统肖特基半导体器件的剖面图；

具体：第一导电类型硅衬底101、第一导电类型外延层102、第二导电类型增强区103、肖特基金属105，其中衬底之下的阴极金属未示出。

发明内容

本发明提供了一种肖特基半导体器件及其制造方法，在器件中增加纳米结构层，有利于提高金属/硅界面处的肖特基势垒高度，还能降低硅肖特基半导体器件的反向漏电流。

本发明提供了一种肖特基半导体器件，包括：

位于衬底上的第一导电类型外延层；

位于所述第一导电类型外延层中的至少一个第二导电类型增强区，其中，所述第一导电类型外延层与所述第二导电类型增强区的多子导电类型互补；

位于所述第一导电类型外延层之上的纳米结构层；

位于所述纳米结构层之上且与其形成肖特基接触的肖特基金属。

在本发明的实施例中，

所述纳米结构层中设置至少一个沟槽，每个所述沟槽在所述衬底上的正投影与对应的所述第二导电类型增强区在所述衬底上的正投影至少有部分重叠，且所述第二导电类型增强区的上表面至少有部分显露；

所述沟槽且填充有欧姆金属，所述欧姆金属还与所述第二导电类型增强区形成欧姆接触；

所述肖特基金属位于所述纳米结构层及所述欧姆金属之上。

在本发明的实施例中，

所述纳米结构层材料的禁带宽度大于所述第一导电类型外延层材料的禁带宽度，所述纳米结构层为量子点结构层。