[发明专利]一种开启电压可调的平面型金属氧化物半导体二极管

摘要

本发明涉及半导体技术，特别涉及一种开启电压可调的平面型金属氧化物半导体二极管。本发明的二极管包括N型重掺杂单晶硅衬底、N‑外延层、阴极电极和阳极电极；N‑外延层上层两侧具有N型重掺杂区，N型重掺杂区下表面连接有P型埋层；N型重掺杂区和P型重掺杂区上面连接金属区，N‑外延层上表面中部具有平面栅结构；二氧化硅栅氧化层的下表面两侧与N型重掺杂区的上表面接触；氮化物介质层位于二氧化硅栅氧化层上表面；阳极电极通过金属区连接P型重掺杂区与P型埋层形成欧姆接触。本发明的有益效果为，具有较大的正向电流、较小的导通压降以及较小的反向漏电流，器件在不影响反向击穿电压和反向漏电的情况下的开启电压可调。

主权项

1.一种开启电压可调的平面型金属氧化物半导体二极管，包括N型重掺杂单晶硅衬底(2)、位于N型重掺杂单晶硅衬底(2)上表面的N‑外延层(3)和位于N型重掺杂单晶硅衬底(2)下表面的阴极电极(1)；所述N‑外延层(3)上层两侧具有N型重掺杂区(7)，所述N型重掺杂区(7)下表面连接有P型埋层(5)；所述N型重掺杂区(7)的外侧面连接P型重掺杂区(4)；所述N型重掺杂区(7)和P型重掺杂区(4)上面连接金属区(6)，所述N‑外延层(3)上表面中部具有平面栅结构，所述平面栅结构包括二氧化硅栅氧化层(10)、氮化物介质层(9)和多晶硅栅电极(8)；所述二氧化硅栅氧化层(10)的下表面两侧与N型重掺杂区(7)的上表面接触；所述氮化物介质层(9)位于二氧化硅栅氧化层(10)上表面；所述多晶栅电极(8)位于氮化物介质层(9)上表面；所述N‑外延层(3)上表面具有阳极电极(11)；所述阳极电极(11)与平面栅结构之间具有绝缘介质层(12)；所述阳极电极(11)通过金属区(6)连接P型重掺杂区(4)与P型埋层(5)形成欧姆接触；所述开启电压可调的平面型金属氧化物半导体二极管通过以下方法制备得到：单晶硅准备：采用N型重掺杂单晶硅衬底，晶向为<100>；外延生长：采用气相外延VPE方法生长一定厚度和掺杂浓度的N‑外延层(3)；P型埋层注入：在整个硅片表面淀积一层1um厚的光刻胶，用掩模版光刻出P埋层的图形然后高能硼离子注入，注入角度可根据要求改变，通过调整注入能量和剂量改变掺杂浓度和结深；制备栅结构：热生长栅氧化层，用化学气相淀积的方法淀积氮化物介质层，淀积多晶硅栅电极；光刻、刻蚀形成栅电极；自对准砷注入制备N型重掺杂区；P型重掺杂注入；淀积隔离介质层；正面金属化阳极：在整个器件表面溅射一层金属铝，形成金属区和金属化阳极；背面减薄、金属化，形成阴极。