[发明专利]二极管器件及其制造工艺

说明书

本发明提供了二极管器件，包括氧化层和掺杂多晶硅区，及顺序设置且电性导通的阴极金属、N型重掺杂区、N型轻掺杂区、P型掺杂区、势垒层和阳极金属；还提供了二极管器件的制造工艺：在N型轻掺杂区上外延生长出P型掺杂区；自P型掺杂区向内蚀刻至N型轻掺杂区内，形成挖槽区；在P型掺杂区和N型轻掺杂区表面形成氧化层；利用掺杂多晶硅填满覆盖有氧化层的挖槽区；在P型掺杂区上溅射金属形成势垒层，在势垒层上沉积阳极金属；正向通电时，通过P型掺杂区与势垒层的肖特基接触来实现低导通电压；反向通电时，通过P型掺杂区与N型轻掺杂区形成的PN结来实现高反向耐压。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，更具体地说，是涉及一种二极管器件及其制造工艺。

背景技术

肖特基二极管具有比普通二极管正向导通低、反向恢复时间短的特点，主要应用在整流、续流电路中。

如图11所示，现有的肖特基二极管包括：阳极金属1、势垒层2、介质氧化层9、N型轻掺杂区4、N型重掺杂区5和阴极金属6。正向导通时，阳极金属1加正向电压，当超过势垒层2内建电势时，器件导通，多数载流子参与导电(即多子参与导电)，所以反向恢复时较快，无拖尾现象。

然而，现有的肖特基二极管的势垒结构采用的是金属-半导体的结构，其反向耐压一般做的比较低，例如利用金属-硅半导体做势垒结构的肖特基二极管，反向耐压一般做在200V以内，在高压应用场合受到限制。

发明内容

本发明的一种目的之一在于提供一种二极管器件，以解决现有技术中的肖特基二极管反向耐压低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：二极管器件，包括顺序设置的阴极金属、N型重掺杂区、N型轻掺杂区、P型掺杂区、势垒层和阳极金属，所述阴极金属、所述N型重掺杂区、所述N型轻掺杂区、所述P型掺杂区、所述势垒层和所述阳极金属电性导通，还包括氧化层和掺杂多晶硅区，所述N型轻掺杂区和所述P型掺杂区上设有挖槽区，所述挖槽区贯穿所述P型掺杂区并伸入所述N型轻掺杂区，所述氧化层和所述掺杂多晶硅区设于所述挖槽区内，且所述氧化层位于所述N型轻掺杂区与所述掺杂多晶硅区之间及所述P型掺杂区与所述掺杂多晶硅区之间，所述掺杂多晶硅与所述势垒层欧姆接触，所述氧化层与所述势垒层接触，所述P型掺杂区与所述势垒层肖特基接触。

进一步地，还包括位于所述P型掺杂区的一端的介质氧化层，所述介质氧化层设于所述势垒层与所述P型掺杂区之间，且所述介质氧化层的一部分暴露在空气中。

本发明提供的二极管器件的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提供的二极管器件，正向使用时，在阳极金属加高电位，在阴极金属加低电位，挖槽区中的氧化层的外围发生电子累积，电流从阳极金属通过挖槽区流向阴极金属，二极管器件电性导通，通过P型掺杂区与势垒层形成肖特基接触，使得P型掺杂区内电子耗尽之后，P型掺杂区阻挡电子再次移动，使得二极管器件实现导通电压低的效果；反向使用时，在阳极金属加低电位，阴极金属加高电位，挖槽区中的氧化层的外围发生电子耗尽，电子不再移动，P型掺杂区与N型掺杂区形成的PN结使得二极管器件具有高反向耐压的能力。

本发明的目的之二在于提供一种二极管器件的制造工艺，以解决现有技术中肖特基二极管反向耐压低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：二极管器件的制造工艺，包括以下步骤：

准备N型轻掺杂区；

在所述N型轻掺杂区上形成P型掺杂区；

所述N型轻掺杂区和所述P型掺杂区上设有挖槽区，所述挖槽区贯穿所述P型掺杂区并伸入所述N型轻掺杂区；

在所述P型掺杂区和所述N型轻掺杂区表面形成氧化层，且所述氧化层覆盖所述挖槽区的侧壁；

利用掺杂多晶硅填满覆盖有所述氧化层的所述挖槽区；