CN103367438B - 一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法 - Google Patents
一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103367438B CN103367438B CN201210106520.1A CN201210106520A CN103367438B CN 103367438 B CN103367438 B CN 103367438B CN 201210106520 A CN201210106520 A CN 201210106520A CN 103367438 B CN103367438 B CN 103367438B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor
- metal
- conducting
- semi
- semiconductor material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明公开了一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，通过沟槽结构，可以实现较深的条状半导体硅材料，当器件接反向偏压时，条状的半导体材料和金属材料形成电荷补偿，改变漂移区的电场强度分布，形成平坦的电场强度分布曲线；本发明还提供‑种金属半导体电荷补偿的半导体装置的制备方法。
Description
技术领域
本发明涉及到一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，本发明还涉及一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的制备方法。
背景技术
功率半导体器件被大量使用在电源管理和电源应用上，特别涉及到电荷补偿超结结构和肖特基结构的半导体器件已成为器件发展的重要趋势。
肖特基器件具有正向开启电压低开启关断速度快等优点，同时肖特基器件也具有反向漏电流大，不能被应用于高压环境等缺点。
超结结构被广泛应用功率MOS器件的生产制造中，但是其需要较为复杂的制造工艺，提高了器件的制造成本，降低了器件的可靠性。
发明内容
本发明针对上述问题提出，提供一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法。
一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，其特征在于：包括：多个沟槽，位于半导体材料表面；绝缘介质，位于沟槽内；金属薄膜或者金属与半导体材料烧结形成的化合物，位于沟槽侧壁，在半导体材料和绝缘介质之间；肖特基势垒结，位于沟槽之间半导体材料表面。
一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在半导体材料衬底上的半导体材料漂移层的表面形成一种绝缘介质；进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽；在沟槽侧壁形成金属薄膜；在沟槽内形成绝缘介质，腐蚀去除表面绝缘介质；在半导体材料表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结。
一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，其特征在于：包括：多个沟槽，位于半导体材料表面；绝缘介质，位于沟槽内；金属薄膜或者金属与半导体材料烧结形成的化合物，位于沟槽侧壁，在半导体材料和绝缘介质之间；PN结，位于沟槽之间，由沟槽之间半导体材料的第一导电半导体材料和第二导电半导体材料构成，第一导电半导体材料临靠器件表面；欧姆接触区，位于第一导电半导体材料表面。
一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在半导体材料衬底上的半导体材料漂移层的表面形成一种绝缘介质；进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分绝缘介质，注入导电杂质，然后热退火；腐蚀表面部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽；在沟槽侧壁形成金属薄膜；在沟槽内形成绝缘介质，腐蚀去除表面绝缘介质；在半导体材料表面淀积金属。
本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，通过沟槽结构，可以实现较深的条状半导体材料和金属材料；当器件接反向偏压时，条状半导体材料和条状的金属材料形成电荷补偿，改变漂移区的电场强度分布，形成平坦的电场强度分布曲线，从而提高了器件的反向击穿电压，同时，极大的降低器件的正向导通电阻，改善器件的正向导通特性。
附图说明
图1为本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的一种剖面示意图。
图2为本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的一种剖面示意图。
其中，
1、衬底层；
2、P型半导体硅材料；
3、金属与半导体材料烧结形成的化合物；
4、二氧化硅；
5、肖特基势垒结；
6、欧姆接触区；
7、N型半导体硅材料；
10、上表面金属层；
11、下表面金属层。
具体实施方式
实施例1
图1为本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。
一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，包括：衬底层1，为P导电类型半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E19/CM3，在衬底层1下表面，通过下表面金属层11引出电极；P型半导体硅材料2，位于衬底层1之上，为P传导类型的半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E16/CM3；金属与半导体材料烧结形成的化合物3，位于P型半导体硅材料2和二氧化硅4之间，为金属材料；肖特基势垒结5，位于P型半导体硅材料2上表面，为半导体硅材料与势垒金属形成的硅化物；器件上表面附有上表面金属层10，为器件引出另一电极。
其制作工艺包括如下步骤：
第一步，在具有P型衬底层1的P型半导体硅材料2的表面，进行热氧化工艺，形成热氧化氧化层；
第二步，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分热氧化氧化层，然后刻蚀去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽；
第三步，在沟槽侧壁形成薄膜金属材料；
第四步，在沟槽内淀积填充二氧化硅4，去除器件表面二氧化硅4和金属薄膜；
第五步，在半导体材料表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结5；
第六步，在表面形成上表面金属层10；
第七步，进行背面金属化工艺，在背面形成下表面金属层11，如图1所示。
实施例2
图2为本发明的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，下面结合图2详细说明本发明的半导体装置。
一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，包括：衬底层1，为P导电类型半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E19/CM3，在衬底层1下表面，通过下表面金属层11引出电极；P型半导体硅材料2，位于衬底层1之上，为P传导类型的半导体硅材料，硼原子的掺杂浓度为1E16/CM3；N型半导体硅材料7，位于P型半导体硅材料2之上，为N传导类型的半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E16/CM3；金属与半导体材料烧结形成的化合物3，位于半导体硅材料和二氧化硅4之间，为金属材料；欧姆接触区6，位于N型半导体硅材料7上表面；器件上表面附有上表面金属层10，为器件引出另一电极。
其制作工艺包括如下步骤：
第一步，在具有P型衬底层1的P型半导体硅材料2的表面，进行热氧化工艺，形成热氧化氧化层；
第二步，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分热氧化氧化层，注入磷杂质，然后热退火；
第三步，腐蚀表面部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体硅材料形成沟槽；
第四步，在沟槽侧壁形成薄膜金属材料；
第五步，在沟槽内淀积填充二氧化硅4，去除器件表面二氧化硅4和金属薄膜；
第六步，在半导体材料表面淀积金属，形成上表面金属层10；
第七步，进行背面金属化工艺，在背面形成下表面金属层11，如图2所示。
通过上述实例阐述了本发明，同时也可以采用其它实例实现本发明，本发明不局限于上述具体实例，因此本发明由所附权利要求范围限定。
Claims (3)
1.一种金属半导体电荷补偿的半导体装置，其特征在于：包括：
多个沟槽，位于第一导电半导体材料表面和第二导电半导体材料漂移层中，第二导电半导体材料漂移层位于第一导电半导体材料下部，第二导电半导体材料衬底层位于第二导电半导体材料漂移层下部；
绝缘介质，位于沟槽内；
金属与半导体材料烧结形成的化合物，位于沟槽侧壁，在半导体材料和绝缘介质之间；
PN结，位于沟槽之间，由沟槽之间半导体材料的第一导电半导体材料和第二导电半导体材料构成，第一导电半导体材料临靠器件表面；
欧姆接触区，位于第一导电半导体材料表面。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的沟槽底部包括设置金属与半导体材料烧结形成的化合物。
3.如权利要求1所述的一种金属半导体电荷补偿的半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)在半导体材料衬底上的半导体材料漂移层的表面形成一种绝缘介质；
2)进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分绝缘介质，注入导电杂质，然后热退火；
3)腐蚀表面部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽；
4)在沟槽侧壁形成金属薄膜；
5)在沟槽内形成绝缘介质，腐蚀去除表面绝缘介质；
6)在半导体材料表面淀积金属，形成上表面金属层，进行背面金属化工艺，在背面形成下表面金属层。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210106520.1A CN103367438B (zh) | 2012-04-01 | 2012-04-01 | 一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210106520.1A CN103367438B (zh) | 2012-04-01 | 2012-04-01 | 一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103367438A CN103367438A (zh) | 2013-10-23 |
| CN103367438B true CN103367438B (zh) | 2017-09-12 |
Family
ID=49368409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210106520.1A Active CN103367438B (zh) | 2012-04-01 | 2012-04-01 | 一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103367438B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1319884A (zh) * | 2000-01-21 | 2001-10-31 | 国际商业机器公司 | 用于亚0.05μmMOS器件的可处理的隔离层镶栅工艺 |
| CN1628377A (zh) * | 2002-03-29 | 2005-06-15 | 费查尔德半导体有限公司 | 横向耗尽结构的场效应晶体管 |
| CN201829504U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-05-11 | 无锡新洁能功率半导体有限公司 | 具有改进型终端的igbt |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787872B2 (en) * | 2001-06-26 | 2004-09-07 | International Rectifier Corporation | Lateral conduction superjunction semiconductor device |
-
2012
- 2012-04-01 CN CN201210106520.1A patent/CN103367438B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1319884A (zh) * | 2000-01-21 | 2001-10-31 | 国际商业机器公司 | 用于亚0.05μmMOS器件的可处理的隔离层镶栅工艺 |
| CN1628377A (zh) * | 2002-03-29 | 2005-06-15 | 费查尔德半导体有限公司 | 横向耗尽结构的场效应晶体管 |
| CN201829504U (zh) * | 2010-10-15 | 2011-05-11 | 无锡新洁能功率半导体有限公司 | 具有改进型终端的igbt |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103367438A (zh) | 2013-10-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103137710B (zh) | 一种具有多种绝缘层隔离的沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103199119B (zh) | 一种具有超结结构的沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103137688B (zh) | 一种沟槽mos结构半导体装置及其制造方法 | |
| CN103378171B (zh) | 一种沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103022155B (zh) | 一种沟槽mos结构肖特基二极管及其制备方法 | |
| CN103367396B (zh) | 一种超级结肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103367438B (zh) | 一种金属半导体电荷补偿的半导体装置及其制备方法 | |
| CN103515450B (zh) | 一种沟槽电荷补偿肖特基半导体装置及其制造方法 | |
| CN103378178B (zh) | 一种具有沟槽结构肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103515449B (zh) | 一种具有电荷补偿沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103378172B (zh) | 一种肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103367462A (zh) | 一种具有绝缘层隔离超结结构肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103489895B (zh) | 一种沟槽超结半导体装置 | |
| CN103390651B (zh) | 一种沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103681778B (zh) | 一种沟槽电荷补偿肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103378176B (zh) | 一种具有电荷补偿肖特基半导体装置及其制造方法 | |
| CN103378177B (zh) | 一种具有沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103378173B (zh) | 一种具有电荷补偿肖特基半导体装置及其制造方法 | |
| CN103378170A (zh) | 一种具有超级结肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103579373B (zh) | 一种沟槽结构电荷补偿肖特基半导体装置及其制造方法 | |
| CN103137711A (zh) | 一种具有绝缘层隔离结构肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103208533B (zh) | 一种肖特基超结半导体装置及其制备方法 | |
| CN103383969B (zh) | 一种肖特基器件及其制备方法 | |
| CN103579370B (zh) | 一种具有化学配比失配绝缘材料的电荷补偿半导体结装置 | |
| CN103378174B (zh) | 一种具有电荷补偿肖特基半导体装置及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20210425 Address after: Room 301, 3rd floor, building 16, Guangxi Huike Technology Co., Ltd., No. 336, East extension of Beihai Avenue, Beihai Industrial Park, 536000, Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee after: Beihai Huike Semiconductor Technology Co.,Ltd. Address before: 113200 Liaoning Province Xinbin Manchu Autonomous County Federation of disabled persons Patentee before: Zhu Jiang |