CN102903632B - 肖特基二极管NiCr势垒低温合金制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种肖特基二极管NiCr势垒低温合金的制造方法，所述制造方法的工艺流程为：场氧化、光刻P+、P+注入、P+推结、光刻引线孔、溅射NiCr、NiCr合金、扒NiCr、正面蒸发、金属光刻、金属腐蚀、背面减薄、背面蒸发，其特征在于：NiCr合金条件为150℃，30分钟，N2气氛围。该方法对NiCr合金条件进行了调整，克服了NiCr势垒合金参数难控的问题，从而更加准确的控制肖特基二极管的电参数，解决了肖特基二极管参数波动的问题。

Description

肖特基二极管NiCr势垒低温合金制造方法

技术领域

本发明涉及肖特基（Schottky）势垒二极管的制造方法，特别提供了一种能够降低反向漏电流的肖特基（Schottky）NiCr势垒二极管低温合金制造方法。

背景技术

肖特基（Schottky）势垒二极管是利用金属与半导体之间接触势垒进行工作的一种多数载流子器件。是一种低功耗、超高速半导体器件，广泛应用于开关电源、变频器、驱动器等电路，作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管使用，或在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。

由于肖特基二极管与普通的P-N结构二极管相比，具有正向压降小，速度快等特点，在通常情况下，一般采用金属—半导体接触来形成肖特基势垒，但是由于金属与半导体接触时，接触界面之间SiO₂层的存在，使得接触电阻和表面态密度明显增大，致使器件的性能大大降低，为了解决这个问题，人们采用一项新工艺技术—金属硅化物-硅接触势垒工艺，形成了非常可靠且重复的肖特基势垒。肖特基二极管要求对电参数反向漏电流IR和正向导通电压VF进行精确控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种肖特基二极管NiCr势垒低温合金的制造方法，该方法对NiCr合金条件进行了调整，克服了NiCr势垒合金参数难控的问题，从而更加准确的控制肖特基二极管的电参数，解决了肖特基二极管参数波动的问题。

本发明所述方法针对势垒为溅射的NiCr材料的肖特基二极管，因为Ni属于中势垒材料，利于参数的控制。

本发明具体提供了肖特基二极管NiCr势垒低温合金制造方法，所述制造方法的工艺流程为：场氧化——>光刻P+——>P+注入——>P+推结——>光刻引线孔——>溅射NiCr——>NiCr合金——>扒NiCr——>正面蒸发——>金属光刻——>金属腐蚀——>背面减薄——>背面蒸发，其特征在于：NiCr合金条件为150℃，30分钟，N₂气氛围。

本发明采用不同于以往常规（420℃、30分钟、N₂气氛）的合金条件，利用低温合金条件形成富硅的Ni—Si合金层，达到精确控制肖特基二极管参数的目的。如果需要更低的漏电流，可以在NiCr合金后进行二次合金，二次合金条件为360℃，20分钟，N₂气氛围，配合相应的二次合金条件，能够精确控制漏电流IR。

随着二次合金温度的升高，漏电流IR变小，但选择条件时候要注意正向导通电压VF的大小。合金是制备肖特基二极管的关键工步，它的好坏直接决定肖特基二极管的电参数。肖特基二极管的两个重要参数IR和VF成反比例，降低VF，IR就会变大，在制备工艺中要匹配好IR和VF。故漏电流IR不能无限制的小，否则VF会变大超标。根据需求选择二次合金条件，能够达到漏电流的精确控制，满足不同参数产品的要求。

本发明的创新点在于：通过低温合金条件（150℃）制得的肖特基二极管，可以达到常规合金条件（420℃）所得产品的参数，并且可以更精确的控制肖特基二极管的漏电流IR。如果配合二次合金工艺，可以进一步降低漏电流，精确控制漏电流数值，做出最佳参数的产品。

附图说明

图1为肖特基二极管的剖面图（1、N+单晶硅衬底；2、N-外延层；3、二氧化硅层；4、P+环；5、NiSi势垒层；6、阳极金属Ti/Ni/Ag；7、阴极金属Ti/Ni/Ag）。

具体实施方式

实施例1

制备肖特基二极管的工艺步骤：

第一步，N+单晶硅衬底1，N-外延层2，常规RCA清洗，场氧化二氧化硅层3，场氧化厚度为850nm。

第二步，光刻P+环4，湿法腐蚀。

第三步，注入硼2E15。

第四步，P+推结1050℃，N₂气氛围，100分钟形成P+环4。

第五步，二次势垒区光刻，湿法腐蚀。

第六步，溅射NiCr其方阻在5.2Ω/□。

第七步，NiCr合金，在150℃，30分钟N₂气氛下合金，形成NiSi势垒层5。

第八步，用硝酸铈铵去掉多余的NiCr。然后进行参数的测试，用图示仪测试肖特基二极管的漏电流IR。

第九步，正面蒸发多层金属（阳极金属Ti/Ni/Ag 6）。

第十步，三次光刻金属，湿法腐蚀金属。

第十一步，背面减薄，硅片减薄到260微米。

第十二步，背面蒸发多层金属（阴极金属Ti/Ni/Ag 7）。

第十三步，参数测试。

以所得40mil、45V、2A的产品的SS240为例，测试结果为:

反向击穿电压VB≥47V；

反向漏电流IR≤15微安40V；

正向导通电压VF≤0.52V。完全达到同类产品的要求。

实施例2

采用如实施例1所示的工艺步骤制备肖特基二极管，不同之处在于在第七步的一次合金后，进行了二次合金，通过二次合金与低温合金（一次合金）的配合可以得到更精确的漏电流，二次合金条件为360℃，20分钟，N₂气氛围。

以所得40mil、45V、2A的产品的SS240为例，测试结果为:

反向击穿电压VB≥47V；

反向漏电流IR≤8微安40V；

正向导通电压VF≤0.52V。

从漏电IR结果上看，该实施例的IR更小，利于产品参数的控制。

比较例

采用如实施例1所示的工艺步骤制备肖特基二极管，不同之处在于第七步的合金条件为：420℃、30分钟、N₂气氛。

其测试结果如下：

反向击穿电压VB≥47V；

反向漏电流IR≤18微安40V；

正向导通电压VF≤0.52V。

可以看到420℃、30分钟、N₂气氛的合金导致所得二极管的漏电IR要偏大。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.肖特基二极管NiCr势垒低温合金制造方法，所述制造方法的工艺流程为：场氧化——>光刻P+——>P+注入——>P+推结——>光刻引线孔——>溅射NiCr——>NiCr合金——>扒NiCr——>正面蒸发——>金属光刻——>金属腐蚀——>背面减薄——>背面蒸发，NiCr合金条件为150℃，30分钟，N₂气氛围，其特征在于：在NiCr合金后进行二次合金，二次合金条件为360℃，20分钟，N₂气氛围。