CN100533689C - 肖特基二极管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种肖特基二极管的制造方法，其于一硅基板之第一表面上形成一掩膜层，并以湿式刻蚀去除部分掩膜层以开启欲形成肖特基二极管的区域，再于上方沉积一钴金属层，进行热处理使其与硅基板反应形成一硅化金属(silicide)层，移除未反应的钴金属层后，于硅化金属层及硅基板的第二表面上分别形成一金属层作为电极。本发明所提供的制作方法可用于大量生产具有高成品率的肖特基二极管，并确保其具有一定能障高度(barrier height)及较低漏电流。

Description

肖特基二极管的制造方法
技术领域
本发明涉及一种肖特基二极管(schottky diode)的制造方法，特别涉及一种可大量制造肖特基二极管的方法。
背景技术
肖特基二极管的结构包括一层金属层，以及一掺入杂质的N型硅基板。由于金属不具有少数载子，无电荷储存，也几乎没有逆向恢复时间，因此肖特基二极管可有效克服一般二极管在高频时逆向周期不能快速截止的缺点，并具有较低导通电压的优点，在高频和高速切换的快速数字系统及微波系统中作为快速切换二极管，提供高频讯号整流作用。
现行的大规模生产肖特基二极管的方法是以镍铂合金作为金属层，但镍铂合金的成本高昂且并非一般集成电路工艺的标准技术，无法使用现有的工艺设备。而大多数采用钴(Cobalt)金属的肖特基二极管结构或制造方法则因其制造条件理想化仅适用于小规模生产，若要大量制造则成品率难以掌握，因此目前尚无厂商开始使用钴生产肖特基二极管。
有鉴于此，本发明提出一种钴材料的肖特基二极管的制造方法，可用于大量生产具有高成品率的肖特基二极管。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种肖特基二极管的制造方法，可用于大量生产具有高成品率的肖特基二极管。
本发明的另一目的在于，提供一种肖特基二极管的制造方法，其生产成本低且可使用现有的IC制造设备。
本发明的再一目的在于，提供一种肖特基二极管的制造方法，其制作出的肖特基二极管具有一定能障高度(barrier height)及较低漏电流。
为达上述目的，本发明所提出的肖特基二极管制造方法是在一硅基板的第一表面上形成一掩膜层，并以湿式刻蚀去除部分掩膜层以开启欲形成肖特基二极管的区域，再于上方沉积一钴金属层，进行热处理使其与硅基板反应形成一硅化金属(silicide)层；移除未反应的钴金属层后，于硅化金属层及硅基板的第二表面上分别形成一金属层作为电极。
本发明有效解决了现有钴材料的肖特基二极管无法大量生产的问题，使成品率提高且生产成本降低，并可沿用现有的IC制造设备。
以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
附图说明
图1(a)至图1(g)为本发明的制作流程图。
图2为以本发明的制造方法制作出的肖特基二极管于正向偏压下的电流电压曲线图。
图3为以本发明的制造方法制作出的肖特基二极管于逆向偏压下的电流电压曲线图。
标号说明
10 硅基板
12 第一表面
14 第二表面
16 掩膜层
18 肖特基二极管区域
20 钴金属层
22 硅化金属层
24 金属层
26 金属层
具体实施方式
为了大规模生产具有高成品率、一定能障高度及低反向漏电流的肖特基二极管，本发明提出一种具体可行的肖特基二极管制造方法，其使钴金属与硅基板反应形成硅化钴(CoSi)与二硅化钴(CoSi2)，并避免晶向为(311)的二硅化钴生成。
首先如图1(a)所示，提供一具有第一表面12及第二表面14之硅基板10，为了得到成品率高且较低漏电流的肖特基二极管，最好可选择N型掺杂、晶向为(100)的硅基板作为基底。接着如图2(b)所示，于硅基板10第一表面12上形成一材料为二氧化硅(SiO2)的掩膜层16，再利用湿式刻蚀去除部分掩膜层16以开启欲形成肖特基二极管之区域18，使硅基板10裸露，如图1(c)所示，此步骤对于后续肖特基二极管的制造有相当重大的影响，不可选用等离子刻蚀法，而湿式刻蚀所使用的液体可选择缓冲氧化刻蚀液(Buffered Oxide Etchant，BOE)。
沉积一钴金属层20，如图1(d)所示，并进行热处理使钴金属与硅基板10反应形成硅化金属(silicide)22，由于当热处理的温度过高时，即使形成二硅化钴后也无法成为肖特基二极管，当热处理的温度过低时，形成的肖特基二极管漏电流过大，实用性不高，因此本发明采用的热处理温度约为600℃，在此温度下可同时生成硅化钴与二硅化钴，并可避免晶向为(311)的二硅化钴产生，使制作出的肖特基二极管具有一定能障高度及较低漏电流。
接着移除未反应的钴金属层20，使结构如图1(e)所示，并如图1(f)于硅化金属层22上形成一金属层24，以及于硅基板10的第二表面14形成另一金属层26，如图1(g)所示，如此便完成了本发明的肖特基二极管制作流程，其中金属层24、26作为肖特基二极管18的阳极与阴极，其材料为铝，并掺杂有0.5％的微量铜，此外应避免选用钛(Titanium)或氮化钛(Titanium nitride)作为金属层24的材料。
图2及图3为显示以上述方法大量制作出的肖特基二极管18于正向偏压及逆向偏压下的电流电压曲线，由图中可以看出其具有能障高度0.637eV，逆向偏压35V时反向漏电流密度为1.06E-6(μA/μm2)，因此，本发明有效解决了现有钴材料的肖特基二极管无法大量生产的问题，使成品率提高且生产成本降低，并可沿用现有的IC制造设备。
以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (11)

1、一种肖特基二极管的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
提供一具第一表面及第二表面的硅基板；
于该硅基板的该第一表面上形成一掩膜层；
以湿式刻蚀去除部分该掩膜层以开启欲形成肖特基二极管的区域；
沉积一钴金属层，并进行热处理以与该硅基板反应形成一硅化金属层；
移除未反应的该钴金属层；
于该硅化金属层上形成一金属层；
于该硅基板的该第二表面形成一金属层。
2、根据权利要求1所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该硅基板为N型掺杂的硅基板。
3、根据权利要求1所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该硅基板的晶向为(100)。
4、根据权利要求1所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该掩膜层的材料为二氧化硅。
5、根据权利要求1所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该湿式刻蚀使用缓冲氧化刻蚀液。
6、根据权利要求1所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该硅化金属层同时具有硅化钴与二硅化钴。
7根据权利要求6所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该二硅化钴为晶向为(311)以外的二硅化钴。
8、根据权利要求1所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该热处理的温度约为600℃。
9、根据权利要求1所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该金属层的材料为铝。
10、根据权利要求9所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该金属层掺杂有铜。
11、根据权利要求10所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于：该铜的比例为0.5％。
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