[发明专利]一种具有超级结肖特基半导体装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种具有超级结肖特基半导体装置，本发明还涉及一种具有超级结肖特基半导体装置的制备方法。本发明的半导体装置是制造功率整流器件的基本结构。

背景技术

功率半导体器件被大量使用在电源管理和电源应用上，特别涉及到肖特基结的半导体器件已成为器件发展的重要趋势，肖特基器件具有正向开启电压低开启关断速度快等优点，同时肖特基器件也具有反向漏电流大，不能被应用于高压环境等缺点。

肖特基二极管可以通过多种不同的布局技术制造，最常用的为平面布局，传统的平面肖特基二极管在漂移区具有突变的电场分布曲线，影响了器件的反向击穿特性，同时传统的平面肖特基二极管具有较高的导通电阻。

发明内容

本发明针对上述问题提出，提供一种具有超级结肖特基半导体装置及其制备方法。

一种具有超级结肖特基半导体装置，其特征在于：包括：衬底层，为半导体材料构成；超级结结构，位于衬底层之上，为第一导电半导体材料和第二导电半导体材料相互排列构成；绝缘材料，位于第一导电半导体材料和第二导电半导体材料交汇处上表面；肖特基势垒结，位于半导体材料表面。

所述的一种具有超级结肖特基半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在衬底层表面形成第一导电半导体材料层，然后表面形成一种绝缘介质；进行光刻腐蚀工艺去除表面部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽；在沟槽内形成第二导电半导体材料，进行表面平整化；在半导体材料表面形成一种绝缘介质，进行光刻腐蚀工艺去表面除部分绝缘介质；淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结。

当半导体装置接一定的反向偏压时，第一导电半导体材料与第二导电半导体材料可以形成电荷补偿，形成超结结构，提高器件的反向击穿电压。

因为超级结结构的存在，从而可以提高漂移区的杂质掺杂浓度，也可以降低器件的正向导通电阻，改善器件的正向导通特性。

本发明还提供了一种具有超级结肖特基半导体装置的制备方法。

附图说明

图1为本发明的一种具有超级结肖特基半导体装置剖面示意图；

图2为本发明的一种具有超级结肖特基半导体装置剖面示意图。

其中，

1、衬底层；

2、二氧化硅

3、第一导电半导体材料；

4、第二导电半导体材料；

5、N型肖特基势垒结；

6、P型肖特基势垒结；

7、欧姆接触区；

8、超级结结构；

10、上表面金属层；

11、下表面金属层。

具体实施方式

实施例1

图1为本发明的一种具有超级结肖特基半导体装置剖面图，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。

一种具有超级结肖特基半导体装置，包括：衬底层1，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E19/CM³，在衬底层1下表面，通过下表面金属层11引出电极；第一导电半导体材料3，位于衬底层1之上，为N传导类型的半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E16/CM³；第二导电半导体材料4，位于衬底层1之上，为P传导类型的半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E16/CM³；N型肖特基势垒结5，位于第一导电半导体材料3的表面，为半导体硅材料与势垒金属形成的硅化物；欧姆接触区7，位于第二导电半导体材料4的表面；二氧化硅2，位于第一导电半导体材料3和第二导电半导体材料4交汇处上表面；器件上表面附有上表面金属层10，为器件引出另一电极。

其制作工艺包括如下步骤：

第一步，在衬底层1表面形成第一导电半导体材料层，然后表面热氧化，形成二氧化硅2；

第二步，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分二氧化硅2，然后刻蚀去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽；

第三步，在沟槽内形成第二导电半导体材料4，进行P型杂质注入和退火工艺，然后进行表面平整化工艺；

第四步，表面热氧化，形成二氧化硅2，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分二氧化硅2；

第五步，在半导体材料表面淀积势垒金属，进行烧结形成N型肖特基势垒结5，然后在表面淀积金属形成上表面金属层10；

第六步，进行背面金属化工艺，在背面形成下表面金属层11，如图1所示。

实施例2

图2为本发明的一种具有超级结肖特基半导体装置剖面图，下面结合图2详细说明本发明的半导体装置。