[发明专利]一种低功率沟槽式肖特基整流器件及其制造方法

说明书

本发明涉及半导体器件，特别涉及一种低功率沟槽式肖特基整流器件及其制造方法，本发明制造的低功率沟槽式肖特基整流器件，包括：N+单晶硅衬底，N‑外延层，沟槽，沟槽内的导电介质，栅绝缘层，阳极金属层，所述沟槽为斜沟槽，所述导电介质包括相间排列的第一导电部和第二导电部，所述第二导电部材料为与N‑外延层形成肖特基接触的惰性金属，所述栅绝缘层不连续，所述第一导电部通过栅绝缘层与N‑外延层隔离，所述第二导电部与N‑外延层接触，所述沟槽顶端与底端填充的导电介质属于第一导电部。本发明减小正向导通压降，优化沟槽式肖特基整流器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体器件，特别涉及一种低功率沟槽式肖特基整流器件及其制造方法。

技术背景

肖特基二极管作为整流器件已经在电源应用领域使用了数十年。相对于PN结二极管而言，肖特基二极管具有正向开启电压低和开关速度快的优点，这使其非常适合应用于开关电源以及高频场合。传统的肖特基整流器件采用了台面工艺，金属(如铝、钼)与掺杂的半导体导电层结合构成了肖特基势垒，其具有整流特性，阳极为金属，阴极为掺杂的半导体，金属半导体接触的肖特基势垒为单边结，在提高器件速度的同时也引入了较大的反向漏电。

为改善传统的台面肖特基结构存在的不足，现有肖特基整流器在在传统肖特基二极/管结构中，加入沟槽MOS结构，在沟槽内，氧化层和填入的掺杂多晶硅材料构成MOS结构的栅极，并围绕肖特基势垒区，利用MOS电容产生的耗尽层夹断肖特基势垒区，将肖特基势垒区的反向电场引入器件内部，以提高肖特基的抗反向电压能力，但是沟槽结构的设置会减小肖特基接触面积，进而会影响正向导通压降。

发明内容

本发明的目的是提供一种低功率沟槽式肖特基整流器件，减小正向导通压降，优化沟槽式肖特基整流器件性能。

本发明的另一目的是上述低功率沟槽式肖特基整流器件的制造方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低功率沟槽式肖特基整流器件，包括：N+单晶硅衬底，形成于所述N+单晶硅衬底上N-外延层，形成于所述N-外延层上表层中的沟槽，沟槽内的导电介质，形成于所述沟槽与所述导电介质之间的栅绝缘层，形成于所述N-外延层上的阳极金属层，所述沟槽为斜沟槽，所述导电介质包括相间排列的第一导电部和第二导电部，所述第二导电部材料为与N-外延层形成肖特基接触的惰性金属，所述栅绝缘层不连续，所述第一导电部通过栅绝缘层与N-外延层隔离，所述第二导电部与N-外延层接触，所述第一导电部个数不少于两个，所述第二导电部个数不少于一个，所述沟槽顶端与底端填充的导电介质属于第一导电部。

可选地，第一导电部材料与第二导电部材料不同。

可选地，第一导电部材料与第二导电部材料相同。

可选地，第二导电部材料与阳极金属层材料相同。

可选地，第二导电部材料与阳极金属层材料不同。

一种低功率沟槽式肖特基整流器件的制造方法，包括以下步骤：

(1)在N+单晶硅衬底上形成N-外延层，通过硬质掩膜版刻蚀N-外延层，形成沟槽，沟槽形状为斜沟槽；

(2)在沟槽内壁形成栅绝缘层，沉积第一导电部材料，部分填充沟槽，形成第一导电部；

(3)以硬质掩膜版以及沟槽内第一导电部为掩膜，刻蚀栅绝缘层，至栅绝缘层与第一导电部高度相同，沉积第二导电部材料，部分填充沟槽，形成第二导电部；

(4)循环重复(2)、(3)步至填满沟槽，沟槽顶端填充的导电介质属于第一导电部；

(5)形成阳极金属层。

可选地，所述栅绝缘层材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。

可选地，所述第一导电部材料为金属。