[发明专利]一种电荷补偿肖特基半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种电荷补偿肖特基半导体装置，本发明还涉及一种电荷补偿肖特基半导体装置的制造方法。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，提供一种电荷补偿肖特基半导体装置及其制造方法。

一种电荷补偿肖特基半导体装置，其特征在于：包括：衬底层，为半导体材料构成；漂移层，位于衬底层之上，为第一导电半导体材料；多个沟槽，位于漂移层第一导电半导体材料表面，沟槽内下部填充第二导电半导体材料，沟槽内上部侧壁设置有绝缘材料，沟槽内上部填充介质材料，并且沟槽内上部填充介质材料与沟槽内下部填充第二导电半导体材料相连；肖特基势垒结，位于第一导电半导体材料表面。

一种电荷补偿肖特基半导体装置的制造方法，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，进行反刻蚀；在半导体材料表面形成一种绝缘介质，干法刻蚀绝缘介质；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。

附图说明

图1为本发明的一种电荷补偿肖特基半导体装置剖面示意图；

图2为本发明的第二种电荷补偿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、多晶第二导电半导体材料；

6、肖特基势垒结；

7、欧姆接触区；

8、电荷补偿结构；

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为本发明的一种电荷补偿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。

一种电荷补偿肖特基半导体装置，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，位于沟槽内下部，为P传导类型的半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E16/CM³；肖特基势垒结6，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，位于沟槽内侧壁上部；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，进行第二导电半导体材料4反刻蚀；

第四步，进行热氧化工艺，形成二氧化硅2，干法刻蚀去除二氧化硅2；

第五步，在半导体材料表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结6，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为本发明的一种电荷补偿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。