[发明专利]一种制造肖特基二极管的方法

说明书

本发明公开了一种制造肖特基二极管的方法，其特征在于：包括以下步骤：对已形成第一导电类型的轻掺杂的外延层的，并有第一导电类型的重掺杂的硅衬底的表面氧化，形成表面二氧化硅层；在外延层中形成第二导电类型的保护环，并在二氧化硅层中形成接触窗口；通过施加铂层和一层难熔金属在接触窗口中形成第一壁垒层；在惰性或还原性环境中进行热处理并除去未反应的残留物；通过施加难熔金属形成第二壁垒层；在器件表面依次沉积钛、镍和银沉积层，光刻形成阳极金属化层；在器件另一表面依次沉积钛，镍和银形成阴极。本发明所提出的用于制造肖特基二极管的新方法可以大幅度增加肖特基二极管的成品率，解决反向电流大与正向电压高的问题。

技术领域

本发明涉及半导体材料制备技术领域，具体涉及一种制造肖特基二极管的方法。

背景技术

肖特基二极管是以其发明人肖特基博士命名的，肖特基二极管不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属－半导体结原理制作的，因此也称为金属－半导体(接触)二极管或表面势垒二极管，它是一种热载流子二极管。

已知的制造肖特基二极管的方法，包括对已形成第一导电类型的轻掺杂的外延层的，并有第一导电类型的重掺杂的硅衬底的氧化，然后在氧化硅上施加氮化硅层，在氮化硅和氧化硅中形成一个窗口，施加一层硼离子掺杂的多晶硅，通过对硼离子掺杂的多晶硅层等离子体化学刻蚀，沿着接触窗的周边在氮化硅层下形成隔离层，形成第二种导电类型的保护环，去除一层氮化硅，通过施加一层铂和随后的热处理在窗口中形成壁垒层，去除未反应的残留物，通过施加一层铝来形成阳极金属层，然后进行光刻，形成阴极金属层。由于该方法不能在热处理之前用镍层保护铂表面，因此所得硅化铂的质量较差，这会导致根据该方法制造的肖特基二极管因为反向电流值的增加而导致成品率下降。另外，由于在该方法中不存在耐高温金属的第二壁垒层，因此导致阳极的金属化和硅化铂的壁垒层之间的扩散和固相反应，导致壁垒层的劣化，并且由于反向电流的增长，导致肖特基二极管的成品率下降。在该方法中，对保护环的近表面区域的少量掺杂会导致势垒层与保护环的p-区域的接触电阻较高，从而导致正向电压增加，降低肖特基二极管的成品率。另外，在该方法中，在产生阴极金属化之前，未将硅衬底研磨至所需的厚度，这会由于硅衬底的串联电阻而引起正向电压的额外增加，导致了按照这种方法制造的肖特基二极管的成品率下降。

另一种已知的肖特基二极管制作方法,包括对已形成第一导电类型的轻掺杂的外延层的，并有第一导电类型的重掺杂的硅衬底的氧化，在硅氧化物中形成窗口，沉积一层由硼离子掺杂的多晶硅，沿着接触窗的周边用对多晶硅等离子体化学蚀刻形成隔离层，硼离子掺杂，形成第二导电类型的保护环，通过涂覆一层铂和之后的热处理后在窗口中形成壁垒层，去除未反应的残留，通过涂覆一层钼形成第二壁垒层，通过涂覆一层铝和光刻对阴极金属化，阳极的金属化。由于在该方法中存在第二钼壁垒层，防止了阳极金属化和硅化铂的第一壁垒层之间的扩散和固相反应。然而，在该方法中，，也没有提供在热处理之前用镍层铂表面的保护，因此，在该方法中，所得的硅化铂的特征由于质量差，反向电流的增加，导致肖特基二极管的成品率降低。根据这种方法制造的合适的肖特基二极管，由于。另外，该方法施加第二钼阻挡层，其特征在于对氧化硅的粘附性差。这导致第二势垒层与氧化硅分离，这意味着场板退化，并且由于反向电流值的增加，导致根据该方法制造的合适的肖特基二极管的成品率降低。而且，在该方法中，保护环的近表面区域的低掺杂程度也导致势垒层与保护环的p-区域的高接触电阻，这导致正向电压的增加和成品率降低。另外，在这种方法中，在产生阴极金属化层之前，硅衬底也没有被研磨到所需的厚度，这导致了硅衬底的串联电阻的正向电压的额外增加，成品率的降低。