含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件的制作方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域：
[0002]本實(shí)用新型涉及一種含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件。
[0003]【背景技術(shù)】：
[0004]—般功率半導(dǎo)體器件的加工廠使用的光刻機(jī)，刻開最小尺寸也要在0.4微米以上，因此P型島的最小尺寸在1微米以上，這種情況下，一般P型島區(qū)將占用15%以上的肖特基勢(shì)皇區(qū)面積，影響JBS肖特基器件的參數(shù)性能；正是鑒于此種原因，現(xiàn)在很多芯片加工廠，不能制作出性能優(yōu)良的JBS肖特基器件。
[0005]【實(shí)用新型內(nèi)容】：
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件。
[0007]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0008]—種含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件，其組成包括：硅單晶基片，所述的硅單晶基片上具有外延層，所述的外延層上設(shè)置有肖特基勢(shì)皇區(qū)，所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)與一組臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)配合，所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)上部裝有陽極金屬層，所述的陽極金屬層兩側(cè)設(shè)置有金屬場(chǎng)板，所述的陽極金屬層兩側(cè)與厚氧化層連接，所述的厚氧化層下部裝有P+環(huán)，所述的硅單晶基片下部裝有陰極金屬層。
[0009]所述的含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件，所述的硅單晶基片為重?fù)诫s的N型硅單晶基片，所述的外延層為低摻雜的N-外延層，所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)設(shè)置有臺(tái)面凹面，所述的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)和所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)共同形成整流結(jié)。
[0010]所述的含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件，所述的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)為硼雜質(zhì)注入后經(jīng)過高溫?cái)U(kuò)散形成，所述的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)結(jié)深比所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)的臺(tái)面凹面深度深，但低于所述的P+環(huán)的結(jié)深，所述的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)的硼濃度從上向下逐漸降低，且在同水平線方向上，表面濃度低于體內(nèi)濃度，呈倒置的“小蘑菇”狀；所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)為所述的外延層刻蝕形成的臺(tái)面凹面，凹面表面濃度與所述的外延層的摻雜濃度相同。
[0011]有益效果：
[0012]1.本實(shí)用新型在重?fù)诫s的N型硅單晶片上，采用CVD技術(shù)外延生長(zhǎng)一層低濃度的N-外延層，通過熱氧化在外延層上表面形成薄氧化層，經(jīng)過第一次光刻、腐蝕工步，將P+環(huán)安裝的區(qū)域刻開，進(jìn)行第一次注入硼雜質(zhì)，硼雜質(zhì)可透過薄氧化層厚度注入到N-外延層硅體內(nèi)，經(jīng)過高溫推結(jié)形成終端保護(hù)P+環(huán)；再進(jìn)行第二次光刻，將終端區(qū)用光刻膠阻擋后，進(jìn)行第二次硼雜質(zhì)注入，硼雜質(zhì)大面積注入到內(nèi)部源區(qū)的外延層硅體內(nèi)；去除光刻膠后，再進(jìn)行第三次光刻，將臺(tái)面凹面區(qū)域刻開，經(jīng)過濕法腐蝕去除氧化層后，再進(jìn)行硅腐蝕，形成臺(tái)面凹面和臺(tái)面凸點(diǎn)，硅腐蝕的臺(tái)面凹面深度比第二次硼雜質(zhì)注入的深度要深；高溫氧化、推結(jié)同時(shí)進(jìn)行，在腐蝕的臺(tái)面表面生長(zhǎng)厚的氧化層，并在終端形成厚的氧化層，臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)硼推結(jié)的結(jié)深要大于臺(tái)面凹面的深度，形成臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)；使用第二次光刻用的光刻版進(jìn)行第四次光刻，將內(nèi)部源區(qū)刻開，經(jīng)過濕法腐蝕，將內(nèi)部源區(qū)的臺(tái)面凹面、臺(tái)面凸點(diǎn)的表面的氧化層全部腐蝕去除；通過濺射勢(shì)皇金屬，經(jīng)過勢(shì)皇金屬合金，在臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)間形成肖特基勢(shì)皇結(jié)，再在表面進(jìn)行金屬蒸發(fā)形成金屬層，經(jīng)過金屬層光刻、腐蝕，形成正面陽極金屬層及邊緣金屬場(chǎng)板；將硅單晶基片底部減薄，再進(jìn)行背面金屬蒸鍍形成陰極金屬層，整個(gè)肖特基器件結(jié)構(gòu)形成。
[0013]本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的JBS肖特基制造流程上進(jìn)行整合優(yōu)化，增加硅腐蝕工步，形成臺(tái)面凸點(diǎn)及臺(tái)面凹面，由于腐蝕存在側(cè)向腐蝕的性質(zhì)及熱氧化消耗硅本體的特點(diǎn)，臺(tái)面凸點(diǎn)區(qū)比光刻機(jī)極限能力刻出的尺寸還要小，克服加工廠的光刻機(jī)的能力瓶頸；另外在推結(jié)前進(jìn)行的硅腐蝕，使得硼雜質(zhì)摻雜源只在臺(tái)面凸點(diǎn)中存在，在推結(jié)過程同時(shí)進(jìn)行熱氧化，由于熱氧化存在吸硼排磷的性質(zhì)，使得臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)體內(nèi)的硼濃度在同水平線方向上，臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)的表面硼濃度低于體內(nèi)濃度的效果，濃度決定擴(kuò)散速度，因此推結(jié)體現(xiàn)出橫向擴(kuò)散短，而縱向擴(kuò)散的深，臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)呈現(xiàn)倒置的“小蘑菇”型，這正是JBS肖特基器件需要的結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)可降低P型區(qū)所占用的肖特基勢(shì)皇區(qū)面積，進(jìn)而在同等面積下，具有低的正向飽和壓降，可提高本實(shí)用新型的肖特基器件的參數(shù)性能，可提升競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
[0014]【附圖說明】：
[0015]附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖2為本實(shí)用新型的肖特基器件的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)的摻雜濃度分布圖；
[0017]附圖3為采用本實(shí)用新型的肖特基器件反向V-I曲線與傳統(tǒng)JBS肖特基器件比較圖；
[0018]附圖4為采用本實(shí)用新型的肖特基器件正向I-V曲線與傳統(tǒng)JBS肖特基器件比較圖。
[0019]【具體實(shí)施方式】：
[0020]實(shí)施例1:
[0021]—種含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件，其組成包括：硅單晶基片，所述的硅單晶基片上具有外延層，所述的外延層上設(shè)置有肖特基勢(shì)皇區(qū)，所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)與一組臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)配合，所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)上部裝有陽極金屬層，所述的陽極金屬層兩側(cè)設(shè)置有金屬場(chǎng)板，所述的陽極金屬層兩側(cè)與厚氧化層連接，所述的厚氧化層下部裝有P+環(huán)，所述的硅單晶基片下部裝有陰極金屬層。
[0022]實(shí)施例2:
[0023]根據(jù)實(shí)施例1所述的含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件，所述的硅單晶基片為重?fù)诫s的N型硅單晶基片，所述的外延層為低摻雜的N-外延層，所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)設(shè)置有臺(tái)面凹面，所述的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)和所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)共同形成整流結(jié)。
[0024]實(shí)施例3:
[0025]根據(jù)實(shí)施例1或2所述的含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件，所述的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)為硼雜質(zhì)注入后經(jīng)過高溫?cái)U(kuò)散形成，所述的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)結(jié)深比所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)的臺(tái)面凹面深度深，但低于所述的P+環(huán)的結(jié)深，所述的臺(tái)面凸點(diǎn)P型區(qū)的硼濃度從上向下逐漸降低，且在同水平線方向上，表面濃度低于體內(nèi)濃度，呈倒置的“小蘑菇”狀；所述的肖特基勢(shì)皇區(qū)為所述的外延層刻蝕形成的臺(tái)面凹面，凹面表面濃度與所述的外延層的摻雜濃度相同。
[0026]實(shí)施例4:
[0027]—種利用實(shí)施例1或2或3所述的含定向擴(kuò)散結(jié)的肖特基器件的制造方法，在重?fù)诫s的N型硅單晶片上，采用CVD技術(shù)外延生長(zhǎng)一層低濃度的N-外延層，通過熱氧化在外延層上表面形成薄氧化層，經(jīng)過第一次光刻、腐蝕工步，將P+環(huán)安裝的區(qū)域刻開，進(jìn)行第一次注入硼雜質(zhì)，硼雜質(zhì)可透過薄氧化層厚度注入到N-外延層硅體內(nèi)，經(jīng)過高溫推結(jié)形成終端保護(hù)P+環(huán)；再進(jìn)行第二次光刻，將終端區(qū)用光刻膠阻擋后，進(jìn)行第二次硼雜質(zhì)注入，硼雜質(zhì)大面積注入到內(nèi)部源區(qū)的外延層硅體內(nèi)；去除光刻膠后，再進(jìn)行第三次光