超級結肖特基二極管的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種超級結肖特基二極管，具有多個元胞結構，每個元胞結構包括N型襯底上生長有N型外延，N型外延上部具有兩個P型外延，所述兩個P型外延之間的N型外延上具有肖特基接觸區，所述肖特基接觸區上是金屬層；其中，所述P型外延由多個相接P型外延區組成，所述多個P型外延區摻雜類型相同，摻雜參數相同。本發明的超級結肖特基二極管能耐受高反偏電壓，當PN結的長度超過40um時其能實現在600V以上高壓環境下正常工作。
【專利說明】超級結肖特基二極管
【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路領域，特別是涉及一種超級結肖特基二極管。
【背景技術】
[0002]目前，高壓二極管器件是由PN結擴散形成的或者是肖特基金屬半導體接觸構成的，在完成耐高電壓的同時也要產生高的正向導通電阻。其中，肖特基二極管雖然能提供比較小的導通電阻，但其耐高壓能力有限，不能提供較高的反向偏壓。一般應用中高電壓二極管一般采用PN結型二極管，其缺點是反偏電壓越大，所需要的耐擊穿耗盡層寬度就要越寬，耗盡層寬度越寬會導致器件正向開啟時的電阻越大，影響器件的整體性能。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種能耐受高反偏電壓的超級結肖特基二極管，其能實現在600V以上高壓環境下正常工作。
[0004]為解決上述技術問題，本發明的超級結肖特基二極管，具有多個元胞結構，每個元胞結構包括:N型襯底上生長有N型外延，N型外延上部具有兩個P型外延，所述兩個P型外延之間的N型外延上具有肖特基接觸區，所述肖特基接觸區上是金屬層；其中，所述P型外延由多個相鄰P型外延區組成，所述多個P型外延區摻雜類型相同，摻雜參數相同。
[0005]所述P型外延區是圓形或橢圓形結構。
[0006]所述P型外延是溝槽形狀，其深度大于Sum。
[0007]元胞結構是構成半導體器件的基礎單體結構，半導體器件是有多個結構相同的元胞結構所構成。
[0008]一種超級結肖特基二極管的制造方法，包括:
[0009](I)在N型襯底上生長N型外延；
[0010](2)在N型外延上刻蝕溝槽；
[0011](4)采用相同摻雜類型，相同摻雜參數經多次填充生成P型外延；
[0012](5)生長非導電介質膜；
[0013](6)光刻，刻蝕形成接觸窗；
[0014](7)生長金屬膜形成肖特基接觸區。
[0015]實施步驟(2)時，采用刻蝕深溝槽的方式，刻蝕溝槽的深度大于8um。
[0016]實施步驟(2)時，通過多次刻蝕，使溝槽形成為多個圓形或橢圓形相接的結構。
[0017]實施步驟(5)時，采用二氧化硅生長非導電介質膜。
[0018]實施步驟(6)時，能采用光刻，腐蝕形成接觸窗。
[0019]實施步驟(7)時，采用鈦生長金屬膜。
[0020]傳統的肖特基二極管的反向耐壓是由PN結的反偏來提供保護的，而PN結反偏提供的耐高壓能力與P區和N區的電阻直接相關。為了得到高的耐高壓結構，N區就不能選用過低的外延，進而導致二極管在開啟時的開啟電阻增加。所以傳統的肖特基二極管的耐反向擊穿的能力由于要考慮正向功率的損耗，不能選用電阻率過高的N型外延，因此，傳統的肖特基二極管的反向耐高壓大都在IOOv以下。本發明的肖特基二極管由于結合了 PN交錯的超級結結構，能在保證低導通功耗的基礎上提供高反向耐壓能力，當PN結的長度超過40um,耐反向電壓能超過600V。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明:
[0022]圖1是一種傳統的肖特基二極管。
[0023]圖2是本發明第一實施例的結構示意圖。
[0024]圖3是本發明第二實施例的結構示意圖。
[0025]附圖標記說明
[0026]I是N型襯底
[0027]2是N型外延
[0028]3是P型外延
[0029]4是肖特基接觸區
[0030]5是金屬
[0031]6是P型外延區
【具體實施方式】
[0032]本發明的第一實施例,具有多個元胞結構,每個元胞結構,如圖2所示,包括:N型襯底I上生長有N型外延2，N型外延2上部具有兩個P型外延3，本實施例中，P型外延3由多個摻雜類型相同，摻雜參數相同的橢圓形的彼此相接的P型外延區6組成；兩個P型外延3之間的N型外延2上具有肖特基接觸區4，肖特基接觸區4上是金屬層5。
[0033]如圖3所示，本發明第二實施例，其整體結構與第一實施例相同，主要區別是P型外延3是一溝槽形結構，溝槽內具有經多次填充形成的摻雜類型相同，摻雜參數相同的雜質，其中溝槽的深度大于8um。
[0034]一種超級結肖特基二極管的制造方法，包括:
[0035](I)在N型襯底上生長N型外延；
[0036](2)在N型外延上刻蝕溝槽，通過多次刻蝕，使溝槽形成為多個圓形或橢圓形相接的結構；
[0037](4)采用相同摻雜類型，相同摻雜參數經多次填充生成P型外延；
[0038]( 5)采用二氧化硅生長非導電介質膜；
[0039](6)光刻，刻蝕形成接觸窗；
[0040](7)采用鈦生長金屬膜形成肖特基接觸區。
[0041]其中，實施步驟(2)是也可采用刻蝕深溝槽的方式，刻蝕溝槽的深度大于8um以上。
[0042]以上通過【具體實施方式】和實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域的技術人員還可做出許多變形和改進，這些也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種超級結肖特基二極管，具有多個元胞結構，每個元胞結構包括：N型襯底上生長有N型外延，N型外延上部具有兩個P型外延，所述兩個P型外延之間的N型外延上具有肖特基接觸區，所述肖特基接觸區上是金屬層；其特征是：所述P型外延由多個相接P型外延區組成，所述多個P型外延區摻雜類型相同，摻雜參數相同。
2.如權利要求1所述超級結肖特基二極管，其特征是：所述P型外延區是圓形或橢圓形結構。
3.如權利要求1的超級結肖特基二極管，其特征是：所述P型外延是溝槽形結構，其深度大于8um。
4.一種超級結肖特基二極管的制造方法，其特征是，包括： (1)在N型襯底上生長N型外延； (2)在N型外延上刻蝕溝槽； (4)采用相同摻雜類型，相同摻雜參數經多次填充生成P型外延； (5)生長非導電介質膜； (6)光刻，刻蝕形成接觸窗； (7)生長金屬膜形成肖特基接觸區。
5.如權利要求1所述超級結肖特基二極管的制造方法，其特征是：實施步驟（2)時，采用刻蝕深溝槽的方式，刻蝕溝槽的深度大于8um。
6.如權利要求1所述超級結肖特基二極管的制造方法，其特征是：實施步驟（2)時，通過多次刻蝕，使溝槽形成為多個圓形或橢圓形相接的結構。
7.如權利要求5或6所述超級結肖特基二極管的制造方法，其特征是：實施步驟（5)時，采用二氧化硅生長非導電介質膜。
8.如權利要求5或6所述超級結肖特基二極管的制造方法，其特征是：實施步驟（6)時，能采用光刻，腐蝕形成接觸窗。
9.如權利要求5或6所述超級結肖特基二極管的制造方法，其特征是：實施步驟（7)時，采用鈦生長金屬膜。
【文檔編號】H01L29/872GK103840015SQ201210484678
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月23日 優先權日:2012年11月23日
【發明者】王飛 申請人:上海華虹宏力半導體制造有限公司