一種肖特基勢壘器件及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種肖特基勢壘器件及其制造方法；該肖特基勢壘器件具有摻氧肖特基勢壘區(qū)(O-M-Si)，較傳統(tǒng)的肖特基器件具有低的勢壘高度，同等面積下，具有低的正向飽和壓降（VF)。
【專利說明】一種肖特基勢壘器件及其制作方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明主要涉及到肖特基勢壘器件的勢壘結(jié)成分和制造流程，尤其涉及一種肖特基勢壘器件的摻氧金屬硅化物勢壘結(jié)和生產(chǎn)制造的制作流程。
【背景技術(shù)】
[0002]目前肖特基半導體器件得到廣泛應用，肖特基器件較普通PN結(jié)二極管最大性能優(yōu)勢在于其具有較低的正向飽和壓降(VF)，而現(xiàn)在評價不同生產(chǎn)商制造的肖特基器件主要評價指標，同等面積下，生產(chǎn)出的肖特基器件具有更低的正向飽和壓降，將更具有競爭優(yōu)勢；而本發(fā)明提供一種肖特基勢壘器件，在同等條件下具有更低的正向飽和壓降，且只在傳統(tǒng)的制作流程中稍作改動，非常容易實現(xiàn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的肖特基勢壘器件具有低的正向飽和壓降，且在傳統(tǒng)的制作流程中稍作改動，即可實現(xiàn) 。
[0004]本發(fā)明提供一種肖特基勢壘器件及其制作方法:
1、一種肖特基勢壘器件，其特征在于:勢壘層(O-M-Si)，為摻氧金屬硅化物形成的勢
壘結(jié)；
2、如權(quán)利要求1所述的肖特基勢壘器件，其特征在于:所述的肖特基勢壘層(O-M-Si)是由濺射的薄層勢壘金屬，與外延層頂部N-型半導體材料及其外延層頂部N-型使用具有弱氧化性溶液清洗后形成一層薄的活性氧化硅層，共同在450°C _500°C氮氣氛下合金形成；
3、如權(quán)利要求1所述的肖特基勢壘器件的制作方法，其特征在于:可形成摻氧金屬硅化物勢壘結(jié)的肖特基勢壘器件的制造流程，包括如下步驟:
A、在外延層上生長一層氧化層，進行第一次光刻、腐蝕，將環(huán)區(qū)刻開，進行硼摻雜推結(jié)形成終端保護環(huán)P+ ;
B、進行第二次光刻、氧化層腐蝕，將待做勢壘區(qū)的氧化層腐蝕干凈，露出N-表面層；
C、去除顆粒清洗后，使用一種具有弱氧化性的溶液進行清洗，在N-表面層形成一層薄的活性氧化層，之后再進行薄層金屬淀積，采用450-500°C的N2合金，在N-表層將形成一層摻氧金屬硅化物(Ο-Μ-Si)，此摻氧金屬硅化物具有肖特基勢壘結(jié)性能，且比不摻氧金屬硅化物(M-Si)的勢壘高度低；活性氧化硅層厚度范圍在0.6nm-2nm之間，活性氧化硅層厚度低于0.3nm時形成摻氧金屬硅化物(O-M-Si)將很少，降低正向飽和壓降不明顯，比較接近常規(guī)肖特基器件；而活性氧化硅層厚度高于5nm時，將影響摻氧金屬硅化物的形成，甚至不能形成金屬硅化物；因此選擇弱氧化性的溶液工作溫度及時間是重要的控制點；
D、利用金屬蒸發(fā)設(shè)備，完成正面金屬層蒸發(fā)，進行第三次光刻、金屬腐蝕，形成正面金屬層圖形；
E、利用減薄技術(shù)將襯底層底部減薄，再進行背面金屬層蒸發(fā)，整個肖特基結(jié)構(gòu)形成。[0005]本發(fā)明的肖特基勢壘器件的加工生產(chǎn)制造流程，其特點是在傳統(tǒng)制造流程上增加一步使用具有弱氧化性的溶液清洗步驟，用于形成摻氧金屬硅化物勢壘結(jié)，形成具有低正向飽和壓降的肖特基勢壘器件，提高肖特基勢壘產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明一種肖特基勢壘器件結(jié)構(gòu)圖；
圖2為采用本發(fā)明的肖特基器件正向1-V曲線與傳統(tǒng)肖特基器件比較圖；
圖3為采用本發(fā)明的肖特基器件反向V-1曲線與傳統(tǒng)肖特基器件比較圖。
【具體實施方式】
[0007]圖1示出了本發(fā)明一種肖特基勢壘器件結(jié)構(gòu)示意圖，下面結(jié)合圖1說明一種采用本發(fā)明的肖特基勢壘器件制作流程。
[0008]加工制程如下:
A、在外延層上生長一層氧化層，進行第一次光刻、腐蝕，將環(huán)區(qū)刻開，進行硼摻雜推結(jié)形成終端保護環(huán)P+ ；
B、進行第二次光刻、氧化層腐蝕，將待做勢壘區(qū)的氧化層腐蝕干凈，露出N-表面層；
C、去除顆粒清洗后，使用一種具有弱氧化性的溶液進行清洗，在N-表面層形成一層薄的活性氧化層，之后再進行薄層金屬淀積，采用450-500°C的N2合金，在N-表層將形成一層摻氧金屬硅化物(Ο-Μ-Si)，此摻氧金屬硅化物具有肖特基勢壘結(jié)性能，且比不摻氧金屬硅化物(M-Si)的勢壘高度低；活性氧化硅層厚度范圍在0.6nm-2nm之間，活性氧化硅層厚度低于0.3nm時形成摻氧金屬硅化物(O-M-Si)將很少，降低正向飽和壓降不明顯，比較接近常規(guī)肖特基器件；而活性氧化硅層厚度高于5nm時，將影響摻氧金屬硅化物的形成，甚至不能形成金屬硅化物；因此選擇弱氧化性的溶液、工作溫度及時間是重要的控制點；
D、利用金屬蒸發(fā)設(shè)備，完成正面金屬層蒸發(fā)，進行第三次光刻、金屬腐蝕，形成正面金屬層圖形；
E、利用減薄技術(shù)將襯底層底部減薄，再進行背面金屬層蒸發(fā)，整個肖特基結(jié)構(gòu)形成。
[0009]按圖1所示肖特基器件及生產(chǎn)制造流程進行生產(chǎn)的肖特基器件與常規(guī)肖特基器件進行測試對比，正向1-V曲線如圖2所示，反向V-1曲線如圖3所示。
[0010]圖2示出了使用相同版圖尺寸為38mil、勢壘金屬為鉻金屬的采用本發(fā)明的肖特基器件與傳統(tǒng)肖特基器件正向1-V曲線比較圖，
該圖為圖示儀測試的正向1-V曲線，使用此發(fā)明的肖特基器件正向?qū)ㄇ€(11)與傳統(tǒng)肖特基器件正向?qū)ㄇ€(12)的測試曲線圖比較，本發(fā)明的肖特基勢壘器件正向飽和壓降VF比傳統(tǒng)的肖特基器件正向飽和壓降VF低，在IF=1.5A時，本發(fā)明的肖特基勢壘器件正向飽和壓降VF比傳統(tǒng)的肖特基器件正向飽和壓降VF低20mV ;采用本發(fā)明的肖特基勢壘器件VF性能存在競爭優(yōu)勢。
[0011]圖3示出了使用相同版圖尺寸為38mil、勢壘金屬為鉻金屬的采用本發(fā)明的肖特基勢壘器件反向V-1曲線與傳統(tǒng)肖特基器件比較圖，
該圖為圖示儀測試的正向V-1曲線，使用此發(fā)明的肖特基勢壘器件反向擊穿曲線(21)與傳統(tǒng)肖特基器件反向擊穿曲線(22)的測試曲線圖比較，本發(fā)明的肖特基勢壘器件反向漏電IR比傳統(tǒng)的肖特基器件反向漏電流IR略高，在VR=50V時，本發(fā)明的肖特基勢壘器件反向漏電IR測試值0.038mA比傳統(tǒng)的肖特基器件反向漏電IR測試值0.031mA高0.007mA,符合測試標準的IR低于50uA要求，滿足使用要求；采用本發(fā)明的肖特基勢壘器件反向性能
無明顯差異。
[0012]通過上述實施例闡述了本發(fā)明，同時也可以采用其它實施例實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明不局限于上述具體實施例，因此本發(fā)明由所附權(quán)利要求范圍限定。
【權(quán)利要求】
1.一種肖特基勢壘器件，其特征在于:勢壘層(O-M-Si)，為摻氧金屬硅化物形成的勢壘結(jié)。
2.如權(quán)利要求1所述的肖特基勢壘器件，其特征在于:所述的肖特基勢壘層(O-M-Si)是由濺射的薄層勢壘金屬，與外延層頂部N-型半導體材料及其外延層頂部N-型使用具有弱氧化性溶液清洗后形成一層薄的活性氧化硅層，共同在450°C _500°C氮氣氛下合金形成。
3.如權(quán)利要求1所述的肖特基勢壘器件的制作方法，其特征在于:可形成摻氧金屬硅化物勢壘結(jié)的肖特基勢壘器件的制造流程，包括如下步驟: A、在外延層上生長一層氧化層，進行第一次光刻、腐蝕，將環(huán)區(qū)刻開，進行硼摻雜推結(jié)形成終端保護環(huán)P+ ； B、進行第二次光刻、氧化層腐蝕，將待做勢壘區(qū)的氧化層腐蝕干凈，露出N-表面層； C、去除顆粒清洗后，使用一種具有弱氧化性的溶液進行清洗，在N-表面層形成一層薄的活性氧化層，之后再進行薄層金屬淀積，采用450-500°C的N2合金，在N-表層將形成一層摻氧金屬硅化物(Ο-Μ-Si)，此摻氧金屬硅化物具有肖特基勢壘結(jié)性能，且比不摻氧金屬硅化物(M-Si)的勢壘高度低；活性氧化硅層厚度范圍在0.6nm-2nm之間，活性氧化硅層厚度低于0.3nm時形成摻氧金屬硅化物(O-M-Si)將很少，降低正向飽和壓降不明顯，比較接近常規(guī)肖特基器件；而活性氧化硅層厚度高于5nm時，將影響摻氧金屬硅化物的形成，甚至不能形成金屬硅化物；因此選擇弱氧化性的溶液工作溫度及時間是重要的控制點； D、利用金屬蒸發(fā)設(shè)備，完成正面金屬層蒸發(fā)，進行第三次光刻、金屬腐蝕，形成正面金屬層圖形； E、利用減薄技術(shù)將襯底層底部減薄，再進行背面金屬層蒸發(fā)，整個肖特基結(jié)構(gòu)形成。
【文檔編號】H01L21/328GK103985767SQ201410251164
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月6日
【發(fā)明者】洪旭峰 申請人:上海芯石微電子有限公司