一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置及其制備方法與流程

本發明涉及到一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置，本發明還涉及一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置的制備方法。本發明的半導體裝置是制造功率整流器件的基本結構。

背景技術：
功率半導體器件被大量使用在電源管理和電源應用上，特別涉及到肖特基結的半導體器件已成為器件發展的重要趨勢，肖特基器件具有正向開啟電壓低開啟關斷速度快等優點，同時肖特基器件也具有反向漏電流大，不能被應用于高壓環境等缺點。肖特基二極管可以通過多種不同的布局技術制造，最常用的為平面布局，傳統的平面肖特基二極管在漂移區具有突變的電場分布曲線，影響了器件的反向擊穿特性，同時傳統的平面肖特基二極管具有較高的導通電阻。

技術實現要素：
本發明針對上述問題提出，提供一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置及其制備方法。一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置，其特征在于：包括：襯底層，為半導體材料構成；漂移層，為第一導電半導體材料構成，位于襯底層之上；多個溝槽結構，溝槽位于漂移層中，漂移層中臨靠溝槽內壁區域設置有第二導電半導體材料，溝槽內下部填充有絕緣材料，溝槽內上部填充電極金屬；肖特基勢壘結，位于第一導電半導體材料上表面。一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：在襯底層表面形成第一導電半導體材料層，然后表面形成絕緣材料層；進行光刻腐蝕工藝去除表面部分絕緣介質，然后刻蝕去除部分裸露半導體材料形成溝槽；在溝槽內進行第二導電雜質擴散；在溝槽內淀積絕緣材料，反刻蝕絕緣材料，并去除表面絕緣材料；淀積勢壘金屬，進行燒結形成肖特基勢壘結。當半導體裝置接一定的反向偏壓時，第一導電半導體材料與第二導電半導體材料可以形成電荷補償，提高器件的反向擊穿電壓。因此也可以提高漂移區的雜質摻雜濃度，從而可以降低器件的正向導通電阻，改善器件的正向導通特性。通過溝槽上部引入電極金屬，可以降低半導體裝置接反向偏壓時肖特基結表面的峰值電場強度，從而進一步提高器件的反向阻斷特性。附圖說明圖1為本發明的一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置剖面示意圖；圖2為本發明的一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置剖面示意圖。其中，1、襯底層；2、二氧化硅；3、第一導電半導體材料；4、第二導電半導體材料；5、肖特基勢壘結；6、氮化硅；10、上表面金屬層；11、下表面金屬層。具體實施方式實施例1圖1為本發明的一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置剖面圖，下面結合圖1詳細說明本發明的半導體裝置。一種肖特基半導體裝置，包括：襯底層1，為N導電類型半導體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3，在襯底層1下表面，通過下表面金屬層11引出電極；第一導電半導體材料3，位于襯底層1之上，為N傳導類型的半導體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E16/CM3；第二導電半導體材料4，位于溝槽內壁附近，為P傳導類型的半導體硅材料，硼原子的摻雜濃度為3E16/CM3；肖特基勢壘結5，位于第一導電半導體材料3的表面，為半導體硅材料與勢壘金屬形成的硅化物；二氧化硅2，位于溝槽內下部；器件上表面和溝槽內上部附有上表面金屬層10，為器件引出另一電極。其制作工藝包括如下步驟：第一步，在襯底層1表面外延形成第一導電半導體材料層，淀積形成氮化硅層；第二步，進行光刻腐蝕工藝，半導體材料表面去除部分氮化硅，然后刻蝕去除部分裸露半導體硅材料形成溝槽；第三步，在溝槽內進行硼雜質擴散；第四步，在溝槽內淀積形成二氧化硅2，反刻蝕二氧化硅2，腐蝕去除氮化硅層；第五步，在半導體材料表面淀積勢壘金屬，進行燒結形成肖特基勢壘結5，然后在表面淀積金屬形成上表面金屬層10；第六步，進行背面金屬化工藝，在背面形成下表面金屬層11，如圖1所示。實施例2圖2為本發明的一種溝槽電荷補償肖特基半導體裝置剖面圖，下面結合圖2詳細說明本發明的半導體裝置。一種肖特基半導體裝置，包括：襯底層1，為N導電類型半導體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E19/CM3，在襯底層1下表面，通過下表面金屬層11引出電極；第一導電半導體材料3，位于襯底層1之上，為N傳導類型的半導體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E16/CM3；第二導電半導體材料4，位于溝槽內壁附近，為P傳導類型的半導體硅材料，硼原子的摻雜濃度為3E16/CM3；肖特基勢壘結5，位于第一導電半導體材料3的表面，為半導體硅材料與勢壘金屬形成的硅化物；二氧化硅2，位于溝槽內壁；氮化硅6，位于溝槽內下部；器件上表面和溝槽內上部附有上表面金屬層10，為器件引出另一電極。其制作工藝包括如下步驟：第一步，在襯底層1表面外延形成第一導電半導體材料層，淀積形成氮化硅層；第二步，進行光刻腐蝕工藝，半導體材料表面去除部分氮化硅，然后刻蝕去除部分裸露半導體硅材料形成溝槽；第三步，在溝槽內進行硼雜質擴散，同時在溝槽內壁形成二氧化硅2；第四步，在溝槽內淀積形成氮化硅6，反刻蝕氮化硅6；第五步，在半導體材料表面淀積勢壘金屬，進行燒結形成肖特基勢壘結5，然后在表面淀積金屬形成上表面金屬層10；第六步，進行背面金屬化工藝，在背面形成下表面金屬層11，如圖2所示。通過上述實例闡述了本發明，同時也可以采用其它實例實現本發明，本發明不局限于上述具體實例，因此本發明由所附權利要求范圍限定。