CN109585570A - 肖特基二极管、nipt95合金及肖特基二极管的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供的肖特基二极管、NIPT95合金及肖特基二极管的制造方法，涉及电子元器件技术领域。肖特基二极管包括：第一导电类型的衬底；第一导电类型的外延层，覆盖在所述衬底上；NIPT95合金，NIPT95合金渗入到第一导电类型的外延层中形成肖特基势垒层；导电层，覆盖在所述肖特基势垒层上。由于采用NIPT95合金渗入到第一导电类型的外延层中形成肖特基势垒层；相较于现有技术通过金属钛、金属镍、金属钼等金属与表面态良好的第一导电类型的外延层接触形成肖特基势垒层，本发明实施例提供的方案可以使形成的肖特基势垒层的反向漏电流小且离散较小，进而可以减少制造过程中的废片率。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件技术领域，具体而言，涉及一种肖特基二极管、NIPT95合金及肖特基二极管的制造方法。
背景技术
随着半导体技术的不断发展，功率器件作为一种新型的器件，被广泛的应用于各个领域。肖特基势垒二极管(SBD)一般是以金属为正极、以半导体为负极，进而在两者的接触面上形成势垒。但是现有技术中，肖特基势垒二极管反向漏电流大且较为离散，进而造成废片率较高。
发明内容
本发明实施例在于提供一种肖特基二极管、NIPT95合金及肖特基二极管的制造方法，其能够缓解上述问题。
为了缓解上述的问题；本发明实施例采取的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供的一种肖特基二极管，其包括：
第一导电类型的衬底；
第一导电类型的外延层，覆盖在所述衬底上。
NIPT95合金，所述NIPT95合金渗入到所述第一导电类型的外延层中形成肖特基势垒层；
导电层，覆盖在所述肖特基势垒层上。
在本发明实施例中，将NIPT95合金渗入到第一导电类型的外延层中，可以使NIPT95合金与第一导电类型的外延层接触良好，进而使形成的肖特基势垒层更加稳定。且由于采用NIPT95合金作为势垒金属相较于现有技术使用金属钛、金属钼等作为势垒金属，本申请使用NIPT95合金具有较大的功函数，与第一导电类型的外延层能形成较高势垒，进而获得更小的反向漏电流。由于可以减少肖特基二极管的离散值和反向漏电流的值，进而可以减低肖特基二极管的废片率。
可选地，所述衬底为N型重掺杂半导体，所述外延层为N型轻掺杂半导体。
可选地，在所述肖特基势垒层的边缘设置有P型半导体。
在本发明实施例中，设置P型半导体可以增加肖特基二极管反向击穿电压，进而可以使肖特基二极管可以适用性更高。
可选地，所述肖特基势垒二极管还包括：氧化层，所述氧化层设置在所述外延层和所述导电层之间，并与所述肖特基势垒层的边缘接触。
在本发明实施例中，设置氧化层可以减少肖特基势垒层形成过程中的边缘特性，进而可以使形成的肖特基势垒层稳定性更高。
可选地，所述导电层包括：第一导电层、第二导电层和第三导电层，所述第一导电层覆盖在所述肖特基势垒层上，所述第二导电层覆盖在所述第一导电层上，所述第三导电层设置在所述第二导电层之上。
在本发明实施例中，所述第二导电层用于将所述第一导电层和所述第三导电层焊接在一起，以使所述第一导电层、所述第二导电层和所述第三导电层成一整体。
可选地，所述第一导电层为钛，所述第二层导电层为镍，所述第三导电层为银。
第二方面，本发明实施例提供了一种NIPT95合金，应用于上述第一方面中所述的肖特基二极管，所述NIPT95合金包括95％的PT和5％的NI，所述NIPT95合金渗入所述肖特基二极管中的外延层形成肖特基势垒层。
第三方面，本发明实施例提供了一种用于制造上述第一方面中所述的肖特基二极管的制造方法，
所述方法包括：
在所述第一导电类型的衬底的上表面覆盖所述第一导电类型的外延层；
在所述外延层的上表面渗入所述NIPT95合金形成肖特基势垒层；
在所述肖特基势垒层的上表面上覆盖所述导电层。
可选地，在所述外延层的上表面渗入所述NIPT95合金形成所述肖特基势垒层，包括：
将所述NIPT95合金放置在所述外延层的上表面；
采用450℃氮氧合金加热所述外延层的上表面与所述NIPT95合金接触区域，使所述NIPT95合金渗入所述外延层的上表面内形成肖特基势垒层。
在本发明实施例中，可以采用磁控溅射的方式使NIPT95合金渗入所述外延层的上表面，进而可以使形成的肖特基势垒层更加的均匀，进而可以提高肖特基势垒层的性能。
可选地，在将所述NIPT95合金放置在所述外延层的上表面之前，所述方法还包括：将所述外延层的上表面进行除污处理。
在本发明实施例中，在外延层的上表面处，由于此处的晶格的周期排列中断造成大量的悬挂键以及吸附的外来原子，进而需要对这些外来原子进行处理，使NIPT95合金与外延层形成良好的肖特基势垒层。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例提供的一种肖特基二极管的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的再一种肖特基二极管的连接示意图；
图3是本发明实施例提供的又一种肖特基二极管的连接示意图；
图4是本发明实施例提供的一种肖特基二极管的制造方法的流程示意图；
图5是本发明实施例提供的又一种肖特基二极管的制造方法的流程示意图。
附图标记汇总：
10－肖特基二极管；100－第一导电类型的衬底；200－第一导电类型的外延层；300－肖特基势垒层；400－导电层；420－第一导电层；440－第二导电层；460－第三导电层；500－P型半导体；600－氧化层；700－金属层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参照图1，在本发明实施例提供的一种肖特基势垒二极管包括：第一导电类型的衬底100；
第一导电类型的外延层200，覆盖在第一导电类型的衬底100上。
NIPT95合金，NIPT95合金渗入到第一导电类型的外延层200中形成肖特基势垒层300。
导电层400，覆盖在所述肖特基势垒层300上。
在本发明实施例中由于采用NIPT95合金渗入到第一导电类型的外延层200中形成肖特基势垒层300；相较于现有技术通过钛、镍、钼等金属与表面态良好的N型半导体接触形成肖特基势垒层300，本发明实施例提供的方案可以使形成的肖特基势垒层300的反向漏电流小且离散较小，进而可以减少制造过程中的废片率。
在NIPT95合金在渗入到第一导电类型的外延层200前，可以对第一导电类型的外延层200的表面进行清洁，除去第一导电类型的外延层200的上表面上附着的杂质、污垢以及形成的氧化物，以使第一导电类型的外延层200的上表面具有良好的表面态，可以使NIPT95合金更加容易的渗入到第一导电类型的外延层200中，提高形成的肖特基势垒层300的性能。换言之，若对第一导电类型的外延层200上表面的外来原子、离子或者污垢处理不当将会直接影响肖特基势垒层300的反向漏电流的参数将不合格，也就是反向漏电流很大，进而影响形成的肖特基二极管10的性能。
在本发明实施例中，在对第一导电类型的外延层200的表面进行清洁时，可以采用110℃硫酸、BOE(BufferedOxideEtch，缓冲氧化物刻蚀液)、由氢氟酸(49％)与水或氟化铵与水混合而成、73℃盐酸液稠化剂等进行清洁。当然在本发明实施例中并不进行限定，在具体实施方式中，可以根据污垢的类型选择合适的清洁药剂。
在将NIPT95合金在渗入到第一导电类型的外延层200时，可以采用磁控溅射的方式进行加热，可以使NIPT95合金更快的且均匀的渗入到第一导电类型的外延层200中。其中，在本发明实施例中NIPT95合金的成分含量可以为PT含量95％，NI含量5％。
可选地，第一导电类型的衬底100为N型重掺杂半导体，第一导电类型的外延层200为N型轻掺杂半导体。
在本发明实施例中，N型重掺杂半导体指代的掺杂的浓度范围可以为1018－1021/cm3，N型轻掺杂半导体指代的掺杂的浓度范围可以为1014－1017/cm3，且N型轻掺杂半导体的厚度可以为20μm－50μm。当然在本发明实施例中并不对N型重掺杂半导体指代的掺杂的浓度和N型轻掺杂半导体指代的掺杂的浓度进行限定，仅是列举了一种可实施的方式。
可选地，在肖特基势垒层300的边缘设置有P型半导体500。
在本发明实施例中，由于设置P型半导体500可以增加肖特基二极管10的反向漏电压，当肖特基二极管10的反向击穿电压增加之后，可以使肖特基二极管10适用于更多的场景，可以适用于更高的电压环境中。提高肖特基二极管10的反向击穿电压还可以延长肖特基二极管10的使用寿命。
在本发明实施例中，P型半导体500可以为半球体，P型半导体嵌设于在第一导电类型的外延层200中，肖基特势垒层的下表面与半球体的切面的部分区域贴合，例如肖基特势垒层可以延伸至切面的圆心位置。在切面的另一部分区域上设置有突起，该凸起在切面上凸起的高度与肖特基势垒层300的厚度相同。该突起的横截面的形状可以为矩形。
可选的，该突起可以与P型半导体500一体成型。
在本发明实施例中，由于P型半导体500在肖特基二极管10中为一个密封体，进而又可以称为P+环，在P+环的范围内为NIPT95合金和第一导电类型的外延层200形成的肖特基势垒层300。且P+环可以消除边缘效应。在P+环的制作过程可以依次经过：P+光刻，P+腐蚀，P+去胶，P+注入，P+推结。P+环的具体制作过程可以为：
1.P+光刻：包括：a.OAP处理；b.匀胶前烘；c.对准曝光；d.显影；e.检查
2.P+腐蚀：包括：a.坚膜；b.打胶；c.湿法腐蚀(316秒)；d.检查(氧化层厚度小于)
3.P+去胶：包括：a.去胶(110℃硫酸湿法去胶)；b.检查
4.P+注入：包括：a.P+环注入
5.P+推结：包括：a.硫酸清洗(110℃硫酸)；b.P+推结(温度1150℃)经过这些顺序形成的P+环可以与第一导电类型的外延层200和肖基特势垒层接触良好。
可选地，肖特基势垒二极管还包括：氧化层600，氧化层600设置在第一导电类型的外延层200和导电层400之间，并与所述肖特基势垒层300的边缘接触。
在本发明实施例中，氧化层600的厚度可以为在本发明实施例中氧化层600的截面形状可以为矩形，起到掩蔽的作用。而该氧化层600可以是二氧化硅。
为了更好的理解肖特基势垒层300处的结构，请参阅图2，图2为本发明实施例提供的肖特基二极管10势垒层处的俯视图。图2中的L1－L4依次表示多个同心的封闭矩形，需要说明的是，在具体实施方式中，L1－L4并不限于为矩形，也可以为其它形状。本图仅是为了示出NIPT95合金、P+环和氧化层600之间的关系。在图2中，L2围绕的区域为NIPT95合金与第一导电类型的外延层200接触而形成的肖特基势垒层300，L3－L1之间的区域为P+环，而L4－L3之间的区域为氧化层600。在图2中，L3－L2之间距离与L2－L1之间的距离可以相同。
可选地，请参阅图3，在本发明实施例中，导电层400包括：第一导电层420、第二导电层440和第三导电层460，所述第一导电层420覆盖在所述肖特基势垒层300上，所述第二导电层440覆盖在所述第一导电层420上，所述第三导电层460设置在所述第二导电层440之上。
在本发明实施例中，第二导电层440用于将第一导电层420和第三导电层460焊接在一起，以使第一导电层420、第二导电层440和第三导电层460合成一整体。
在本发明实施例中，由于第一导电层420与N型轻掺杂半导体，即外延层200接触，所以需要第一导电层420具有良好的粘附性，且导电性能良好。同时第一导电层420本身不与下层NIPT95合金和上层的第二导电层440形成高阻化合物，而且需要阻挡第二导电层440和肖特基势垒层300形成高阻化合物，阻挡第二导电层440和氧化层600形成化合物。此外，第一导电层420的与氧化层600形成良好的低阻欧姆接触，第一导电层420热膨胀系数与氧化层600的热膨胀系数相近，且与氧化层600的欧姆接触的系数较小。因此，第一导电层420可以起到扩散势垒的作用，且可以阻挡各层金属之间以及金属与氧化层600之间的相互扩散进而反应，进而可以防止肖特基二极管10性能的变化。
第二导电层440设置在第一导电层420和第三导电层460之间，在将第一导电层420、第二导电层440和第三导电层460整合成整体而形成导电层400时，可以将第一导电层420上表面打孔穿过第二导电层440至第三导电层460，并将焊料放入所打孔内，然后将焊料熔化进而可以使第一导电层420、第二导电层440和第三导电层460连接在一起。当然，在具体实施方式中，在第一导电层420上表面也可以打多个孔，具体打孔的个数并不进行限定，可以根据实际需要进行设定。因此，第二导电层440需要具有良好的粘附性。
在本发明实施例中，焊料可以连接在外层电机金属也就是第三导电层460上，虽然第三导电层460具有电阻率低、抗电迁移能力强、性能稳定、不易氧化，易与焊料焊接且导热性能良好等优点。但是不允许焊料熔蚀了导电层400，损伤到势垒层。因此，第二导电层440在一定程度上阻止焊料在焊接时的溶蚀作用。
第三导电层460为整个导电层400的最外层，因此，肖特基二极管10在实际的应用过程中，第三导电层460需要与外部电路连接，所以需要第三导电层460具有电阻率地低、抗电迁移能力强、不易氧化的特点。
综上，在本发明实施例中，第一导电层420可以为金属钛，第二层导电层400可以为金属镍，第三导电层460可以为金属银。
可选地，本发明实施例提供了一种NIPT95合金，应用于上述肖特基二极管10，所述NIPT95合金包括95％的PT和5％的NI，所述NIPT95合金渗入所述肖特基二极管10中的第一导电类型的外延层200形成肖特基势垒层300。
可选地，请参阅图4，本发明实施提供了一种肖特基二极管10的制造方法，包括：
步骤S110：在第一导电类型的衬底100的上表面覆盖第一导电类型的外延层200。
在该步骤中，先提供第一导电类型的衬底100，该衬底100可以为N型重掺杂半导体，在衬底100的上表面均匀的覆盖一层第一导电类型的外延层200。而第一导电类型的外延层200可以为N型轻掺杂半导体。且第一导电类型的衬底100和第一导电类型的外延层200的横截面的形状均可以为矩形。在本发明实施例中，第一导电类型的衬底100的厚度可以低于第一导电类型的外延层200的厚度。
步骤S120：在外延层200的上表面渗入NIPT95合金形成肖特基势垒层300。
在将NIPT95合金渗入到第一导电类型的外延层200上表面后，需要除去没有渗入到第一导电类型的外延层200的NIPT95合金，使其表面平整，这样可以便于导电层400的覆盖在上面。
步骤S130：在肖特基势垒层300的上表面上覆盖导电层400。
导电层400所使用的金属可以为金属钛、金属镍、金属银，在肖特基势垒层300的上表面上覆盖了一层金属钛，在金属钛的上方覆盖了一层金属镍，在镍的上方覆盖了一层金属银。当按照这种方式将金属钛、金属镍、金属银以此排列好并焊接在一起之后，采用MARK50蒸发台对导电层400进行蒸发。而蒸发金属钛、金属镍和金属银可以使其形成导电层400。在使用是MARK50蒸发台进行蒸发时，金属钛、金属镍和金属银均将形成膜。且在蒸发过程中，蒸发台内真空要保持10－6TORR。
可选地，请参阅图5，步骤S120：在外延层200的上表面渗入NIPT95合金形成肖特基势垒层300，包括：
步骤S122：将NIPT95合金放置在外延层200的上表面。
在将NIPT95合金放置在第一导电类型的外延层200的上表面之前，先将第一导电类型的外延层200的上表面进行除污处理。除污处理可以包括除去第一导电类型的外延层200的上表面上的杂质、污垢和自然氧化层600，使外延层200的上表面具有良好的表面态。便于NIPT95合金的渗入。
可以将NIPT95合金均匀的放置在第一导电层420外延层200上表面上需要将NIPT95合金渗入的区域，下称第一区域(如图2中的L2所包括的区域)。进一步的，为了使NIPT95合金更好且更快的渗入到第一导电层420外延层200中，可以在第一导电层420外延层200上表面的第一区域均匀的开设多个小孔，这样可以加快NIPT95合金的渗入。
步骤S124：采用450℃氮氧合金加热所述外延层200的上表面与所述NIPT95合金接触区域，使所述NIPT95合金渗入所述外延层200的上表面内形成肖特基势垒层300。
在将NIPT95合金渗入到第一导电类型的外延层200中而形成肖特基势垒层300时，可以采用磁控溅射的技术，该技术将NIPT95合金(即PT的含量为95％，NI的含量为5％)作为靶材，溅射的功率为45％(为磁控溅射所使用的功率板额定功率的45％)。而溅射的时间可以是34.5S，可以增加NIPT95合金的厚度。在溅射时充入的氩气的压力可以为6.0Mtorr。
在本发明实施例中，当在肖特基势垒层300上覆盖导电层400的步骤完成时，可以将第一导电类型的衬底100减薄，这样可以消除应力，使肖特基势垒二极管的性能更好。
在将第一导电类型的衬底100减薄之后，在第一导电类型的衬底100的下表面贴附金属层700，所使用的金属材料可以为金属钛、金属镍、金属银中的一种，在本发明实施例中并不进行限定。当然在具体实施方式中，金属层700也可以采取与导电层400相同的设置方式，在此不在进行赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种肖特基二极管，其特征在于，所述肖特基二极管包括：
第一导电类型的衬底；
第一导电类型的外延层，覆盖在所述衬底上；
NIPT95合金，所述NIPT95合金渗入到所述第一导电类型的外延层中形成肖特基势垒层；
导电层，覆盖在所述肖特基势垒层上。
2.根据权利要求1所述的肖特基二极管，其特征在于，所述衬底为N型重掺杂半导体，所述外延层为N型轻掺杂半导体。
3.根据权利要求1所述的肖特基二极管，其特征在于，在所述肖特基势垒层的边缘设置有P型半导体。
4.根据权利要求1所述的肖特基二极管，其特征在于，所述肖特基势垒二极管还包括：氧化层，所述氧化层设置在所述外延层和所述导电层之间，并与所述肖特基势垒层的边缘接触。
5.根据权利要求1所述的肖特基二极管，其特征在于，所述导电层包括：第一导电层、第二导电层和第三导电层，所述第一导电层覆盖在所述肖特基势垒层上，所述第二导电层覆盖在所述第一导电层上，所述第三导电层设置在所述第二导电层之上。
6.根据权利要求5所述的肖特基二极管，所述第一导电层为金属钛，所述第二导电层为金属镍，所述第三导电层为金属银。
7.一种NIPT95合金，其特征在于，应用于如权利要求1－6中任一项所述的肖特基二极管，所述NIPT95合金包括95％的PT和5％的NI，所述NIPT95合金用于渗入所述肖特基二极管中的外延层形成肖特基势垒层。
8.一种用于制造如权利要求1－6中任一项所述的肖特基二极管的制造方法，其特征在于，所述方法包括：
在所述第一导电类型的衬底的上表面覆盖所述第一导电类型的外延层；
在所述外延层的上表面渗入所述NIPT95合金形成肖特基势垒层；
在所述肖特基势垒层的上表面上覆盖所述导电层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述外延层的上表面渗入所述NIPT95合金形成所述肖特基势垒层，包括：
将所述NIPT95合金放置在所述外延层的上表面；
采用450℃氮氧合金加热所述外延层的上表面与所述NIPT95合金接触区域，使所述NIPT95合金渗入所述外延层的上表面内形成肖特基势垒层。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在将所述NIPT95合金放置在所述外延层的上表面之前，所述方法还包括：
将所述外延层的上表面进行除污处理。
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| CN (1) | CN109585570A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113054007A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 西安微电子技术研究所 | 一种NiPt15合金的肖特基二极管及其制备方法 |
Citations (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4206540A (en) * | 1978-06-02 | 1980-06-10 | International Rectifier Corporation | Schottky device and method of manufacture using palladium and platinum intermetallic alloys and titanium barrier |
| US4899199A (en) * | 1983-09-30 | 1990-02-06 | International Rectifier Corporation | Schottky diode with titanium or like layer contacting the dielectric layer |
| EP0561567A2 (en) * | 1992-03-17 | 1993-09-22 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Alloys containing gallium and aluminum as semiconductor electrical contacts |
| US6303969B1 (en) * | 1998-05-01 | 2001-10-16 | Allen Tan | Schottky diode with dielectric trench |
| US6373076B1 (en) * | 1999-12-07 | 2002-04-16 | Philips Electronics North America Corporation | Passivated silicon carbide devices with low leakage current and method of fabricating |
| CN1960005A (zh) * | 2006-11-17 | 2007-05-09 | 虞和元 | 快速恢复整流器结构 |
| CN201126822Y (zh) * | 2007-10-24 | 2008-10-01 | 天津市立正科技发展有限公司 | 肖特基二极管 |
| WO2008136259A1 (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | ダイヤモンド半導体素子におけるショットキー電極及びその製造方法 |
| CN102142465A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-08-03 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 一种肖特基二极管的正面电极结构及其工艺制造方法 |
| CN102903744A (zh) * | 2007-02-09 | 2013-01-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体结构及其形成方法 |
| US20130043526A1 (en) * | 2011-08-15 | 2013-02-21 | Dorai Iyer | Method of making an insulated gate semiconductor device with source-substrate connection and structure |
| CN102983177A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-20 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 肖特基二极管及其制作方法 |
| US20130130485A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Yung-Fa Lin | Method for fabricating schottky device |
| CN103681885A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-26 | 济南市半导体元件实验所 | 肖特基二极管芯片、器件及芯片复合势垒的制备方法 |
| CN103943688A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-23 | 中航（重庆）微电子有限公司 | 一种肖特基势垒二极管器件结构及其制作方法 |
| CN103943495A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-07-23 | 吉林麦吉柯半导体有限公司 | 金属与n型硅肖特基接触势垒高度的调节方法 |
| US9209253B2 (en) * | 2011-12-30 | 2015-12-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nitride based semiconductor device and manufacturing method thereof |
| CN205319166U (zh) * | 2015-12-10 | 2016-06-15 | 天水天光半导体有限责任公司 | 一种肖特基二极管台面 |
| US20160260844A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | Semiconductor Components Industries, Llc | Trench semiconductor device having multiple trench depths and method |
| CN106282639A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-04 | 中材科技股份有限公司 | 一种铂镍合金溅射靶材及其制备方法 |
| CN107564813A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 吉林麦吉柯半导体有限公司 | 肖特基二极管的两次退火制造方法 |
| CN108517497A (zh) * | 2018-02-24 | 2018-09-11 | 贵研铂业股份有限公司 | 一种离心成型制备NiPt合金靶材的方法 |
-
2018
- 2018-12-19 CN CN201811562125.8A patent/CN109585570A/zh active Pending
Patent Citations (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4206540A (en) * | 1978-06-02 | 1980-06-10 | International Rectifier Corporation | Schottky device and method of manufacture using palladium and platinum intermetallic alloys and titanium barrier |
| US4899199A (en) * | 1983-09-30 | 1990-02-06 | International Rectifier Corporation | Schottky diode with titanium or like layer contacting the dielectric layer |
| EP0561567A2 (en) * | 1992-03-17 | 1993-09-22 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Alloys containing gallium and aluminum as semiconductor electrical contacts |
| US5516725A (en) * | 1992-03-17 | 1996-05-14 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Process for preparing schottky diode contacts with predetermined barrier heights |
| US6303969B1 (en) * | 1998-05-01 | 2001-10-16 | Allen Tan | Schottky diode with dielectric trench |
| US6373076B1 (en) * | 1999-12-07 | 2002-04-16 | Philips Electronics North America Corporation | Passivated silicon carbide devices with low leakage current and method of fabricating |
| CN1960005A (zh) * | 2006-11-17 | 2007-05-09 | 虞和元 | 快速恢复整流器结构 |
| CN102903744A (zh) * | 2007-02-09 | 2013-01-30 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 半导体结构及其形成方法 |
| WO2008136259A1 (ja) * | 2007-04-27 | 2008-11-13 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | ダイヤモンド半導体素子におけるショットキー電極及びその製造方法 |
| CN201126822Y (zh) * | 2007-10-24 | 2008-10-01 | 天津市立正科技发展有限公司 | 肖特基二极管 |
| CN102142465A (zh) * | 2010-12-20 | 2011-08-03 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 一种肖特基二极管的正面电极结构及其工艺制造方法 |
| US20130043526A1 (en) * | 2011-08-15 | 2013-02-21 | Dorai Iyer | Method of making an insulated gate semiconductor device with source-substrate connection and structure |
| US20130130485A1 (en) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Yung-Fa Lin | Method for fabricating schottky device |
| US9209253B2 (en) * | 2011-12-30 | 2015-12-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nitride based semiconductor device and manufacturing method thereof |
| CN102983177A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-20 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 肖特基二极管及其制作方法 |
| CN103681885A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-03-26 | 济南市半导体元件实验所 | 肖特基二极管芯片、器件及芯片复合势垒的制备方法 |
| CN103943495A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-07-23 | 吉林麦吉柯半导体有限公司 | 金属与n型硅肖特基接触势垒高度的调节方法 |
| CN103943688A (zh) * | 2014-04-21 | 2014-07-23 | 中航（重庆）微电子有限公司 | 一种肖特基势垒二极管器件结构及其制作方法 |
| US20160260844A1 (en) * | 2015-03-06 | 2016-09-08 | Semiconductor Components Industries, Llc | Trench semiconductor device having multiple trench depths and method |
| CN205319166U (zh) * | 2015-12-10 | 2016-06-15 | 天水天光半导体有限责任公司 | 一种肖特基二极管台面 |
| CN106282639A (zh) * | 2016-09-19 | 2017-01-04 | 中材科技股份有限公司 | 一种铂镍合金溅射靶材及其制备方法 |
| CN107564813A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-09 | 吉林麦吉柯半导体有限公司 | 肖特基二极管的两次退火制造方法 |
| CN108517497A (zh) * | 2018-02-24 | 2018-09-11 | 贵研铂业股份有限公司 | 一种离心成型制备NiPt合金靶材的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 顾廉楚: "《中国电力半导体器件数据与选用手册》", 31 August 1995 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113054007A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 西安微电子技术研究所 | 一种NiPt15合金的肖特基二极管及其制备方法 |
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