一種肖特基二極管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，特別是涉及一種肖特基二極管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 肖特基二極管，又稱為肖特基勢壘二極管（SchottkyBarrierDiode,S抓），是W 金屬為陽極、半導(dǎo)體為陰極，利用二者接觸面上形成的勢壘具有整流特性進(jìn)行工作的一種 多數(shù)載流子器件。與傳統(tǒng)PN結(jié)二極管相比，肖特基二極管具有正向?qū)妷旱?、開關(guān)動(dòng)作 快等優(yōu)良特性。
[0003] 但是由于肖特基勢壘區(qū)邊緣處的空間電荷區(qū)彎曲引起電場集中，使得反向擊穿電 壓通常被限制在100VW下，肖特基二極管相應(yīng)的漏電流也較大。為此，人們采取在肖特基 接觸周圍采用P+環(huán)來改善其反向擊穿電壓。
[0004]圖1示出了采用P+環(huán)的肖特基二極管的示意圖。肖特基二極管包括n型半導(dǎo)體 材料110,諸如n型基板、外延層或者阱、W及形成在半導(dǎo)體材料110中的淺溝槽隔離（STI) 環(huán)112。在淺溝槽隔離（STI)環(huán)112的兩側(cè)形成n+環(huán)114和P+環(huán)116、接觸n+環(huán)114的 上表面的金屬環(huán)120W及接觸半導(dǎo)體材料110和P+環(huán)116的上表面的金屬區(qū)域122。金 屬環(huán)120和金屬區(qū)域122用娃化物(例如娃化笛）同時(shí)形成。另外，肖特基二極管還包括與 金屬環(huán)120電氣連接的多個(gè)第一接觸件132和與金屬區(qū)域122電氣連接的多個(gè)第二接觸件 134。
[0005] 金屬區(qū)域122用作肖特基二極管的陽極、半導(dǎo)體材料110用作肖特基二極管的陰 極，n+環(huán)114用作接觸件的陰極。當(dāng)施加到金屬區(qū)域122的電壓高于施加到半導(dǎo)體材料110 的電壓約0. 35V時(shí)，電流從金屬區(qū)域122向n+環(huán)114流動(dòng)，而當(dāng)施加到金屬區(qū)域122的電壓 低于施加到半導(dǎo)體材料110的電壓時(shí)，基本上沒有電流從n+環(huán)114向金屬區(qū)域122流動(dòng)。 [000引由于為了保證正向?qū)妷狠^小，需要使n+環(huán)114和P+環(huán)116的厚度盡重小，該 樣會(huì)使P+環(huán)116先于肖特基結(jié)被擊穿，導(dǎo)致肖特基結(jié)二極管的反向擊穿電壓很難達(dá)到較高 值，相應(yīng)地，漏電流也難W降低到較小值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于W上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種肖特基二極管及其制 造方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中肖特基二極管的反向擊穿電壓較小和漏電流較大的問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種肖特基二極管，所述肖特基二 極管至少包括：
[0009] 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，具有第一傳導(dǎo)類型和第一慘雜濃度；
[0010] 第一環(huán)狀淺溝槽隔離，具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi) 的第一深度；
[0011] 第一環(huán)狀慘雜區(qū)，具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面垂直延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi) 的第二深度、第二傳導(dǎo)類型和第二慘雜濃度，橫向地位于所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的內(nèi)側(cè)， 所述第二傳導(dǎo)類型與所述第一傳導(dǎo)類型相反，所述第二深度大于所述第一深度；
[0012] 第二環(huán)狀慘雜區(qū)，具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面垂直延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi) 的第H深度、第一傳導(dǎo)類型和第H慘雜濃度，從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部橫向地包圍所述第 一環(huán)狀淺溝槽隔離，所述第H慘雜濃度大于所述第一慘雜濃度；
[0013] 第一金屬區(qū)域，接觸所述第二環(huán)狀慘雜區(qū)的上表面且與所述第二環(huán)狀慘雜區(qū)重 疊；
[0014] 第二金屬區(qū)域，從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且橫向 地位于所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的內(nèi)側(cè)。
[0015] 優(yōu)選地，所述第H深度小于所述第二深度。
[0016] 優(yōu)選地，所述肖特基二極管還包括：
[0017] 第H環(huán)狀慘雜區(qū)，具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面垂直延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi) 的第四深度、第二傳導(dǎo)類型和第四慘雜濃度，位于所述第二金屬區(qū)域的下表面，且與所述第 一環(huán)狀慘雜區(qū)重疊，所述第四慘雜濃度大于所述第二慘雜濃度，所述第四深度小于所述第 二深度。
[0018]優(yōu)選地，所述肖特基二極管還包括；第二環(huán)狀淺溝槽隔離，從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的內(nèi) 部橫向地包圍所述第二環(huán)狀慘雜區(qū)。
[0019] 優(yōu)選地，所述肖特基二極管還包括：
[0020] 多個(gè)第一接觸件，與所述第一金屬區(qū)域電接觸；
[0021] 多個(gè)第二接觸件，與所述第二金屬區(qū)域電接觸。
[0022] 優(yōu)選地，所述第一金屬區(qū)域和所述第二金屬區(qū)域位于同一個(gè)平面內(nèi)。
[0023] 相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種肖特基二極管的制造方法，所述方法包括：
[0024] 形成包括具有第一深度的第一環(huán)狀淺溝槽隔離W及具有第一傳導(dǎo)類型和第一慘 雜濃度的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)；
[0025] 沿著所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的內(nèi)側(cè)形成具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面垂直 延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二深度、第二傳導(dǎo)類型和第二慘雜濃度的第一環(huán)狀慘雜區(qū)， 所述第二傳導(dǎo)類型與所述第一傳導(dǎo)類型相反，所述第二深度大于所述第一深度；
[0026] 沿著所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的外周形成包圍所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的第二 環(huán)狀慘雜區(qū)，所述第二環(huán)狀慘雜區(qū)具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面垂直延伸至所述半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)內(nèi)的第H深度、第一傳導(dǎo)類型和第H慘雜濃度，所述第H慘雜濃度大于所述第一慘雜 濃度；
[0027] 在所述第二環(huán)狀慘雜區(qū)的上表面形成第一金屬區(qū)域；
[0028] 在所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的內(nèi)側(cè)形成覆蓋所述第一環(huán)狀慘雜區(qū)和所述第一環(huán) 狀慘雜區(qū)的內(nèi)側(cè)區(qū)域的第二金屬區(qū)域。
[0029] 優(yōu)選地，所述第H深度小于所述第二深度。
[0030] 優(yōu)選地，沿著所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的內(nèi)側(cè)形成具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表 面垂直延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二深度、第二傳導(dǎo)類型和第二慘雜濃度的第一環(huán)狀慘 雜區(qū)進(jìn)一步包括：
[0031] 在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面形成絕緣層；
[0032] 刻蝕所述絕緣層，W形成第一開口，所述第一開口的尺寸與所述第一環(huán)狀慘雜區(qū) 的上表面的尺寸相同；
[0033]W所述絕緣層為掩膜，向所述第一開口注入第二傳導(dǎo)類型的離子，形成具有從所 述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面垂直延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二深度、第二傳導(dǎo)類型和第二慘 雜濃度的第一環(huán)狀慘雜區(qū)。
[0034] 優(yōu)選地，所述第二傳導(dǎo)類型的離子包括；測、鋼和鉛。
[0035] 優(yōu)選地，沿著所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的內(nèi)側(cè)形成具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表 面垂直延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二深度、第二傳導(dǎo)類型和第二慘雜濃度的第一環(huán)狀慘 雜區(qū)進(jìn)一步包括：
[0036] 在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面形成絕緣層；
[0037] 刻蝕所述絕緣層，W形成環(huán)狀溝槽；
[0038] 在所述溝槽中填充第二傳導(dǎo)類型的多晶娃，W形成具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表 面垂直延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的第二深度、第二傳導(dǎo)類型和第二慘雜濃度的第一環(huán)狀慘 雜區(qū)。
[0039] 優(yōu)選地，在所述溝槽中填充第二傳導(dǎo)類型的多晶娃之前在所述溝槽內(nèi)壁形成絕緣 介質(zhì)。
[0040] 優(yōu)選地，在所述溝槽中填充第二傳導(dǎo)類型的多晶娃之后進(jìn)行回蝕，W去除位于所 述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面上的多余的多晶娃。
[0041] 優(yōu)選地，沿著所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離的外周形成包圍所述第一環(huán)狀淺溝槽隔離 的第二環(huán)狀慘雜區(qū)進(jìn)一步包括：
[0042] 在所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面形成絕緣層；
[0043] 刻蝕所述絕緣層，W形成第二開口，所述第二開口的尺寸與所述第二環(huán)狀慘雜區(qū) 的上表面的尺寸相同；
[0044]W所述絕緣層為掩膜，向所述第二開口注入第一傳導(dǎo)類型離子，形成具有從所述 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面垂直延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的第H深度、第一傳導(dǎo)類型和第H慘雜 濃度的第二環(huán)狀慘雜區(qū)。
[0045] 優(yōu)選地，在向所述第二開口注入離子的同時(shí)向所述第一環(huán)狀慘雜區(qū)注入第二傳導(dǎo) 類型的離子，W在所述第一環(huán)狀慘雜區(qū)的上表面形成具有從所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的上表面垂直 延伸至所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)內(nèi)的第四深度、第二傳導(dǎo)類型和第四慘雜濃度的第H環(huán)狀慘雜區(qū)， 所述第四慘雜濃度大于所述第二慘雜濃度，所述第四深度小于所述第二深度。
[0046] 優(yōu)選地，沿著所述第二環(huán)狀慘雜區(qū)的外周橫向地形成包括所述第二環(huán)狀慘雜區(qū)的 第二環(huán)狀淺溝槽隔離。
[0047] 優(yōu)選地，還包括：
[0048] 在所述第一金屬區(qū)域形成多個(gè)第一接觸件；
[0049]