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高性能肖特基二極管的制造方法

文檔序號:7165287閱讀:234來源:國知局

專利名稱::高性能肖特基二極管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件制造
技術(shù)領(lǐng)域
,具體來說,本發(fā)明涉及一種高性能肖特基二極管的制造方法。
背景技術(shù)
:二極管是重要的半導(dǎo)體邏輯器件,其中肖特基二極管(Schottky)是重要的一種二極管,它是利用金屬與輕摻雜半導(dǎo)體之間接觸形成的金屬-半導(dǎo)體勢壘實現(xiàn)開關(guān),肖特基二極管有著開關(guān)頻率高和正向壓降低等優(yōu)點,因此受到了廣泛的應(yīng)用。因為肖特基二極管的原理是基于金屬-半導(dǎo)體之間形成的異質(zhì)結(jié),異質(zhì)結(jié)形成過程中存在的界面因素將對肖特基二極管的性能具有舉足輕重的影響,例如在異質(zhì)結(jié)的界面上如果有雜質(zhì)、缺陷或者顆粒,得到的肖特基二極管的性能就會很差。因此,為了得到高性能的肖特基二極管,形成沒有雜質(zhì)、缺陷或者顆粒的異質(zhì)結(jié)是其中的關(guān)鍵之一,為了實現(xiàn)優(yōu)異的雜質(zhì)界面,業(yè)內(nèi)往往采用回刻工藝,即采用能量較低的等離子體對半導(dǎo)體表面進行處理,隨后淀積金屬,形成可靠的、高性能的金屬-半導(dǎo)體接觸界面。該方法的好處在于工藝與CMOS完全兼容,工藝簡單,效率較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高性能肖特基二極管的制造方法,能夠形成更好的肖特基金-半接觸結(jié)。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種高性能肖特基二極管的制造方法,包括步驟提供半導(dǎo)體基底,其上依次形成有重摻雜層和輕摻雜層;在所述輕摻雜層上淀積絕緣層,采用光刻工藝刻蝕所述絕緣層,在所述輕摻雜層上方開出絕緣層窗口,露出所述輕摻雜層;采用清洗溶液對露出的所述輕摻雜層進行清洗及輕微腐蝕;在所述絕緣層和所述輕摻雜層上淀積第一金屬層;采用退火工藝將所述第一金屬層與所述輕摻雜層作合金化工藝,在所述第一金屬層與所述輕摻雜層之間形成合金化層;去除所述第一金屬層;在所述合金化層上形成與之相接觸的上電極;其中,所述清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比如下磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%??蛇x地,在所述合金化層上形成上電極包括步驟在所述絕緣層和所述合金化層上淀積第二金屬層;對所述第二金屬層作圖形化工藝,形成與所述合金化層相接觸的上電極??蛇x地,在所述合金化層上形成上電極包括步驟在所述絕緣層和所述合金化層上淀積第三金屬層;采用化學(xué)機械拋光法對所述第三金屬層作平坦化,直至露出所述絕緣層,由所述絕緣層與所述合金化層構(gòu)成的溝槽內(nèi)保留的所述第三金屬層形成為所述上電極??蛇x地,所述輕摻雜層的摻雜濃度在豎直方向上的分布是均勻的或者漸變的??蛇x地,所述輕摻雜層的摻雜濃度在豎直方向上從下往上逐漸降低??蛇x地,所述輕摻雜層的頂部區(qū)域的摻雜濃度低于1E18??蛇x地,所述重摻雜層的摻雜濃度在豎直方向上的分布是均勻的或者漸變的??蛇x地,所述絕緣層的厚度是可調(diào)節(jié)的。可選地,所述輕摻雜層的材料為硅??蛇x地,所述合金化層包括以金屬占多數(shù)的第一合金化層和以半導(dǎo)體占多數(shù)的第~合金化層ο可選地,所述第一合金化層和所述第二合金化層之間是漸變的。可選地,去除所述第一金屬層的工藝為濕法刻蝕法或者干法刻蝕法。未解決上述技術(shù)問題,相應(yīng)地,本發(fā)明還提供一種高性能肖特基二極管的制造方法,包括步驟提供半導(dǎo)體基底,其上依次形成有重摻雜層和輕摻雜層;在所述輕摻雜層上淀積絕緣層,采用光刻工藝刻蝕所述絕緣層,在所述輕摻雜層上方開出絕緣層窗口,露出所述輕摻雜層;采用清洗溶液對露出的所述輕摻雜層進行清洗及輕微腐蝕;在所述絕緣層和所述輕摻雜層上淀積第一金屬層;采用退火工藝將所述第一金屬層與所述輕摻雜層作合金化工藝,在所述第一金屬層與所述輕摻雜層之間形成合金化層;采用化學(xué)機械拋光法對所述第一金屬層作平坦化,直至露出所述絕緣層,由所述絕緣層與所述合金化層構(gòu)成的溝槽內(nèi)保留的所述第一金屬層形成上電極;其中,所述清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比如下磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%??蛇x地,所述輕摻雜層的摻雜濃度在豎直方向上的分布是均勻的或者漸變的??蛇x地,所述輕摻雜層的摻雜濃度在豎直方向上從下往上逐漸降低??蛇x地,所述輕摻雜層的頂部區(qū)域的摻雜濃度低于1E18??蛇x地,所述重摻雜層的摻雜濃度在豎直方向上的分布是均勻的或者漸變的??蛇x地,所述絕緣層的厚度是可調(diào)節(jié)的。可選地,所述輕摻雜層的材料為硅。可選地,所述合金化層包括以金屬占多數(shù)的第一合金化層和以半導(dǎo)體占多數(shù)的第~合金化層ο可選地,所述第一合金化層和所述第二合金化層之間是漸變的。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點本發(fā)明在淀積肖特基二極管的第一金屬層之前,采用特定的清洗溶液對輕摻雜層進行清洗及輕微腐蝕,消除表面殘留的顆粒、玷污以及界面缺陷。在清洗溶液處理完成后再淀積金屬,使金屬-半導(dǎo)體的接觸結(jié)變得更好,從而使肖特基二極管獲得更加高效、穩(wěn)定的性能。此外,在本發(fā)明中采用自對準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝,減少了光刻的步驟,大大降低了成本,有助于提升肖特基二極管在性能和價格上的競爭力。本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實施例的描述而變得更加明顯,其中圖1為本發(fā)明一個實施例的高性能肖特基二極管的制造方法的流程圖;圖2為本發(fā)明另一個實施例的高性能肖特基二極管的制造方法的流程圖;圖3至圖10為本發(fā)明一個實施例的高性能肖特基二極管的制造過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖11至圖12為本發(fā)明另一個實施例的高性能肖特基二極管的制造過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;圖13為本發(fā)明再一個實施例的高性能肖特基二極管的制造過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步說明,在以下的描述中闡述了更多的細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明,但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述地其它方式來實施,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實際應(yīng)用情況作類似推廣、演繹,因此不應(yīng)以此具體實施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護范圍。圖1為本發(fā)明一個實施例的高性能肖特基二極管的制造方法的流程圖。如圖所示,該肖特基二極管的制造方法可以包括執(zhí)行步驟S101,提供半導(dǎo)體基底,其上依次形成有重摻雜層和輕摻雜層;執(zhí)行步驟S102,在輕摻雜層上淀積絕緣層,采用光刻工藝刻蝕絕緣層,在輕摻雜層上方開出絕緣層窗口,露出輕摻雜層;執(zhí)行步驟S103,采用清洗溶液對露出的輕摻雜層進行清洗及輕微腐蝕,該清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比為磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%;執(zhí)行步驟S104,在絕緣層和輕摻雜層上淀積第一金屬層;執(zhí)行步驟S105,采用退火工藝將第一金屬層與輕摻雜層作合金化工藝,在第一金屬層與輕摻雜層之間形成合金化層;執(zhí)行步驟S106,去除第一金屬層;執(zhí)行步驟S107,在合金化層上形成與之相接觸的上電極。圖3為本發(fā)明另一個實施例的高性能肖特基二極管的制造方法的流程圖。如圖所示,該肖特基二極管的制造方法可以包括執(zhí)行步驟S201,提供半導(dǎo)體基底,其上依次形成有重摻雜層和輕摻雜層;執(zhí)行步驟S202,在輕摻雜層上淀積絕緣層,采用光刻工藝刻蝕絕緣層,在輕摻雜層上方開出絕緣層窗口,露出輕摻雜層;執(zhí)行步驟S203,采用清洗溶液對露出的輕摻雜層進行清洗及輕微腐蝕,該清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比為磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%;執(zhí)行步驟S204,在絕緣層和輕摻雜層上淀積第一金屬層;執(zhí)行步驟S205,采用退火工藝將第一金屬層與輕摻雜層作合金化工藝,在第一金屬層與輕摻雜層之間形成合金化層;執(zhí)行步驟S206,采用化學(xué)機械拋光法對第一金屬層作平坦化,直至露出絕緣層,由絕緣層與合金化層構(gòu)成的溝槽內(nèi)保留的第一金屬層形成上電極。高性能肖特基二極管的制造方法的第一個實施例圖3至圖10為本發(fā)明一個實施例的高性能肖特基二極管的制造過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。需要注意的是,這些附圖均僅作為示例,其并非是按照等比例的條件繪制的,并且不應(yīng)該以此作為對本發(fā)明實際要求的保護范圍構(gòu)成限制。如圖3所示,提供半導(dǎo)體基底1,其上依次形成有重摻雜層2和輕摻雜層3。輕摻雜層3的摻雜濃度在豎直方向上的分布可以是均勻的,也可以是漸變的(輕摻雜層3的摻雜濃度在豎直方向上從下往上逐漸降低)。但是輕摻雜層3的頂部區(qū)域必須是輕摻雜的,其摻雜濃度應(yīng)低于1E18。如此,才能夠與后續(xù)沉積的金屬層之間形成良好的肖特基接觸。同理,重摻雜層2的摻雜濃度在豎直方向上也可以根據(jù)實際的需要采用均勻的或者漸變的摻雜分布。事實上,嚴格意義上的完全相同的摻雜很難形成。如圖4所示,在輕摻雜層3上淀積絕緣層4,然后采用光刻工藝刻蝕絕緣層4,在輕摻雜層3上方開出絕緣層窗口5,露出底部的輕摻雜層3。其中,絕緣層窗口5用以在后續(xù)采用各種方法形成肖特基二極管,后面會提到。絕緣層4的厚度是可調(diào)節(jié)的(adjustable),且較為關(guān)鍵。圖4中虛線框所示的區(qū)域的放大示意圖如圖5所示。眾所周知,包括絕緣層4淀積、開出絕緣層窗口5在內(nèi)的各類半導(dǎo)體工藝都可能給輕摻雜層3表面形成顆粒、玷污6,在刻蝕等工藝過程中還有可能形成各類缺陷7,如圖5所示(在此僅是示意圖)。這些顆粒、玷污6和缺陷7都會給后續(xù)形成的金屬-半導(dǎo)體接觸結(jié)帶來致命的影響,從而影響肖特基二極管的性能。為了獲得高性能的肖特基二極管,金屬-半導(dǎo)體界面很關(guān)鍵。如圖6所示,采用清洗溶液對露出的輕摻雜層3進行清洗及輕微腐蝕,該清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比可以為磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%。其目的包括以下方面對半導(dǎo)體材質(zhì)表面的顆粒和玷污進行清洗,去除缺陷,改善半導(dǎo)體材質(zhì)的表面狀態(tài)。如圖6所示,在傳統(tǒng)的工藝中,多是采用干法刻蝕方法,用等離子體去除上述的顆粒和玷污。為了實現(xiàn)去除缺陷的目的,還需要通過刻蝕的方法將半導(dǎo)體表面層刻蝕掉,露出新鮮的沒有缺陷的表面。然而,此種方法在去除顆粒和玷污、消除原有缺陷層的同時,卻還有可能在刻蝕的過程中引入新的缺陷。因此,獲得的新鮮半導(dǎo)體表面的缺陷也是不可避免的。并且,如圖5所示在絕緣層3和輕摻雜層4表面角落的顆??赡芎茈y去除,會留下一定的隱患。相對來說,采用本發(fā)明的特定的清洗溶液對半導(dǎo)體材質(zhì)進行處理,在上述的方面就能夠得到比較好的控制,并且更加能夠?qū)⒔锹涞念w粒和缺陷去除或者修復(fù)缺陷,是一種更好的方法。如圖7所示,在清洗溶液處理之后,在干凈的、缺陷較少的絕緣層4和輕摻雜層3上淀積第一金屬層8。這樣第一金屬層8與平整、干凈、少缺陷的半導(dǎo)體材質(zhì)之間的接觸(特別是與輕摻雜層3之間的接觸)就會較好。如圖8所示,采用退火工藝將第一金屬層8與輕摻雜層3作合金化工藝,在第一金屬層8與輕摻雜層3之間形成合金化層9、10。例如,對于材料為硅的輕摻雜層3,該合金化工藝具體來說就是硅化工藝。因為金屬和半導(dǎo)體的相互擴散,形成了圖示的結(jié)構(gòu)。在上述的合金化過程中,在金屬中擴散有半導(dǎo)體原子,在部分的半導(dǎo)體中也擴散有部分的金屬。該合金化層9、10有可能會細分成以金屬占多數(shù)的第一合金化層9和以半導(dǎo)體占多數(shù)的第二合金化層10。在此需要指出,第一合金化層9和第二合金化層10之間是漸變的,或許并沒有嚴格差異,因此甚至可以用一層材料來表示。綜上所述,上述的這些都并不是限制本發(fā)明的內(nèi)容。如圖9所示,采用刻蝕法(例如濕法刻蝕法或者干法刻蝕法)工藝,去除多余部分的第一金屬層8。因為合金化之后的金屬就改性了,在刻蝕,特別是濕法刻蝕中表現(xiàn)出與原金屬不同的性能,所以在刻蝕過程中,去除了第一金屬層8卻保留合金化之后的第一合金化層9和第二合金化層10。如圖10所示,在合金化層9、10上形成與之相接觸的上電極11。具體工藝可以包括首先在絕緣層4和合金化層9、10上淀積第二金屬層,然后對第二金屬層作圖形化工藝,形成與合金化層9、10相接觸的上電極11。圖中的第一合金化層9、第二合金化層10和重摻雜層2、輕摻雜層3之間形成了高性能的肖特基二極管。高性能肖特基二極管的制造方法的第二個實施例圖11至圖12為本發(fā)明另一個實施例的高性能肖特基二極管的制造過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。需要注意的是,這些附圖均僅作為示例,其并非是按照等比例的條件繪制的,并且不應(yīng)該以此作為對本發(fā)明實際要求的保護范圍構(gòu)成限制。需要說明的是,本實施例與前一個實施例的區(qū)別在于在合金化層上形成上電極的方式有所不同。但是為了清楚起見,突出不同實施例之間的區(qū)別關(guān)系,本實施例的制造過程還是借用前一個實施例的圖1至圖9,作重新描述。如圖3所示,提供半導(dǎo)體基底1,其上依次形成有重摻雜層2和輕摻雜層3。輕摻雜層3的摻雜濃度在豎直方向上的分布可以是均勻的,也可以是漸變的(輕摻雜層3的摻雜濃度在豎直方向上從下往上逐漸降低)。但是輕摻雜層3的頂部區(qū)域必須是輕摻雜的,其摻雜濃度應(yīng)低于1E18。如此,才能夠與后續(xù)沉積的金屬層之間形成良好的肖特基接觸。同理,重摻雜層2的摻雜濃度在豎直方向上也可以根據(jù)實際的需要采用均勻的或者漸變的摻雜分布。事實上,嚴格意義上的完全相同的摻雜很難形成。如圖4所示,在輕摻雜層3上淀積絕緣層4,然后采用光刻工藝刻蝕絕緣層4,在輕摻雜層3上方開出絕緣層窗口5,露出底部的輕摻雜層3。其中,絕緣層窗口5用以在后續(xù)采用各種方法形成肖特基二極管,后面會提到。絕緣層4的厚度是可調(diào)節(jié)的(adjustable),且較為關(guān)鍵。圖4中虛線框所示的區(qū)域的放大示意圖如圖5所示。眾所周知,包括絕緣層4淀積、開出絕緣層窗口5在內(nèi)的各類半導(dǎo)體工藝都可能給輕摻雜層3表面形成顆粒、玷污6,在刻蝕等工藝過程中還有可能形成各類缺陷7,如圖5所示(在此僅是示意圖)。這些顆粒、玷污6和缺陷7都會給后續(xù)形成的金屬-半導(dǎo)體接觸結(jié)帶來致命的影響,從而影響肖特基二極管的性能。為了獲得高性能的肖特基二極管,金屬-半導(dǎo)體界面很關(guān)鍵。如圖6所示,采用清洗溶液對露出的輕摻雜層3進行清洗及輕微腐蝕,該清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比可以為磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%。其目的包括以下方面對半導(dǎo)體材質(zhì)表面的顆粒和玷污進行清洗,修復(fù)缺陷,改善半導(dǎo)體材質(zhì)的表面狀態(tài)。如圖6所示,在傳統(tǒng)的工藝中,多是采用干法刻蝕方法,用等離子體去除上述的顆粒和玷污。為了實現(xiàn)去除缺陷的目的,還需要通過刻蝕的方法將半導(dǎo)體表面層刻蝕掉,露出新鮮的沒有缺陷的表面。然而,此種方法在去除顆粒和玷污、消除原有缺陷層的同時,卻還有可能在刻蝕的過程中引入新的缺陷。因此,獲得的新鮮半導(dǎo)體表面的缺陷也是不可避免的。并且,如圖5所示在絕緣層3和輕摻雜層4表面角落的顆粒可能很難去除,會留下一定的隱患。相對來說,采用本發(fā)明的特定的清洗溶液對半導(dǎo)體材質(zhì)進行處理,在上述的方面就能夠得到比較好的控制,并且更加能夠?qū)⒔锹涞念w粒和缺陷去除或者修復(fù),是一種更好的方法。如圖7所示,在清洗溶液處理之后,在干凈的、缺陷較少的絕緣層4和輕摻雜層3上淀積第一金屬層8。這樣第一金屬層8與平整、干凈、少缺陷的半導(dǎo)體材質(zhì)之間的接觸(特別是與輕摻雜層3之間的接觸)就會較好。如圖8所示,采用退火工藝將第一金屬層8與輕摻雜層3作合金化工藝,在第一金屬層8與輕摻雜層3之間形成合金化層9、10。例如,對于材料為硅的輕摻雜層3,該合金化工藝具體來說就是硅化工藝。因為金屬和半導(dǎo)體的相互擴散,形成了圖示的結(jié)構(gòu)。在上述的合金化過程中,在金屬中擴散有半導(dǎo)體原子,在部分的半導(dǎo)體中也擴散有部分的金屬。該合金化層9、10有可能會細分成以金屬占多數(shù)的第一合金化層9和以半導(dǎo)體占多數(shù)的第二合金化層10。在此需要指出,第一合金化層9和第二合金化層10之間是漸變的,或許并沒有嚴格差異,因此甚至可以用一層材料來表示。綜上所述,上述的這些都并不是限制本發(fā)明的內(nèi)容。如圖9所示,采用刻蝕法(例如濕法刻蝕法或者干法刻蝕法)工藝,去除多余部分的第一金屬層8。因為合金化之后的金屬就改性了,在刻蝕,特別是濕法刻蝕中表現(xiàn)出與原金屬不同的性能,所以在刻蝕過程中,去除了第一金屬層8卻保留合金化之后的第一合金化層9和第二合金化層10。如圖11所示,在絕緣層4和合金化層9、10上淀積第三金屬層12。如圖12所示,采用化學(xué)機械拋光法對第三金屬層12作平坦化,去除多余部分的金屬材料,直至露出絕緣層4。由絕緣層4與合金化層9、10構(gòu)成的溝槽內(nèi)保留的第三金屬層12成為內(nèi)嵌的上電極13。圖中的第一合金化層9、第二合金化層10和重摻雜層2、輕摻雜層3之間形成了高性能的肖特基二極管。此自對準(zhǔn)的方法又減少了一步光刻工藝,對應(yīng)降低肖特基二極管的制造成本有利。此方法的其中一個關(guān)鍵在于前述淀積的絕緣層4要適當(dāng)?shù)睾?,使得合金化工藝和第一金屬?去除之后殘留的合金化層9、10頂部的高度低于絕緣層4,方便后續(xù)化學(xué)機械拋光的應(yīng)用。最后形成的上電極13的厚度與前述的絕緣層4的厚度相關(guān),應(yīng)當(dāng)不難理解。高性能肖特基二極管的制造方法的第三個實施例圖13為本發(fā)明再一個實施例的高性能肖特基二極管的制造過程的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。需要注意的是,這些附圖均僅作為示例,其并非是按照等比例的條件繪制的,并且不應(yīng)該以此作為對本發(fā)明實際要求的保護范圍構(gòu)成限制。需要說明的是,本實施例與前兩個實施例的區(qū)別也在于在合金化層上形成上電極的方式有所不同。但是為了清楚起見,突出不同實施例之間的區(qū)別關(guān)系,本實施例的制造過程還是借用第一個實施例的圖1至圖8,作重新描述。如圖3所示,提供半導(dǎo)體基底1,其上依次形成有重摻雜層2和輕摻雜層3。輕摻雜層3的摻雜濃度在豎直方向上的分布可以是均勻的,也可以是漸變的(輕摻雜層3的摻雜濃度在豎直方向上從下往上逐漸降低)。但是輕摻雜層3的頂部區(qū)域必須是輕摻雜的,其摻雜濃度應(yīng)低于1E18。如此,才能夠與后續(xù)沉積的金屬層之間形成良好的肖特基接觸。同理,重摻雜層2的摻雜濃度在豎直方向上也可以根據(jù)實際的需要采用均勻的或者漸變的摻雜分布。事實上,嚴格意義上的完全相同的摻雜很難形成。如圖4所示,在輕摻雜層3上淀積絕緣層4,然后采用光刻工藝刻蝕絕緣層4,在輕摻雜層3上方開出絕緣層窗口5,露出底部的輕摻雜層3。其中,絕緣層窗口5用以在后續(xù)采用各種方法形成肖特基二極管,后面會提到。絕緣層4的厚度是可調(diào)節(jié)的(adjustable),且較為關(guān)鍵。圖4中虛線框所示的區(qū)域的放大示意圖如圖5所示。眾所周知,包括絕緣層4淀積、開出絕緣層窗口5在內(nèi)的各類半導(dǎo)體工藝都可能給輕摻雜層3表面形成顆粒、玷污6,在刻蝕等工藝過程中還有可能形成各類缺陷7,如圖5所示(在此僅是示意圖)。這些顆粒、玷污6和缺陷7都會給后續(xù)形成的金屬-半導(dǎo)體接觸結(jié)帶來致命的影響,從而影響肖特基二極管的性能。為了獲得高性能的肖特基二極管,金屬-半導(dǎo)體界面很關(guān)鍵。如圖6所示,采用清洗溶液對露出的輕摻雜層3進行清洗及輕微腐蝕,該清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比可以為磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%。其目的包括以下方面對半導(dǎo)體材質(zhì)表面的顆粒和玷污進行清洗,修復(fù)缺陷,改善半導(dǎo)體材質(zhì)的表面狀態(tài)。如圖6所示,在傳統(tǒng)的工藝中,多是采用干法刻蝕方法,用等離子體去除上述的顆粒和玷污。為了實現(xiàn)去除缺陷的目的,還需要通過刻蝕的方法將半導(dǎo)體表面層刻蝕掉,露出新鮮的沒有缺陷的表面。然而,此種方法在去除顆粒和玷污、消除原有缺陷層的同時,卻還有可能在刻蝕的過程中引入新的缺陷。因此,獲得的新鮮半導(dǎo)體表面的缺陷也是不可避免的。并且,如圖5所示在絕緣層3和輕摻雜層4表面角落的顆粒可能很難去除,會留下一定的隱患。相對來說,采用本發(fā)明的特定的清洗溶液對半導(dǎo)體材質(zhì)進行處理,在上述的方面就能夠得到比較好的控制,并且更加能夠?qū)⒔锹涞念w粒和缺陷去除或者修復(fù)缺陷,是一種更好的方法。如圖7所示,在清洗溶液處理之后,在干凈的、缺陷較少的絕緣層4和輕摻雜層3上淀積第一金屬層8。這樣第一金屬層8與平整、干凈、少缺陷的半導(dǎo)體材質(zhì)之間的接觸(特別是與輕摻雜層3之間的接觸)就會較好。如圖8所示,采用退火工藝將第一金屬層8與輕摻雜層3作合金化工藝,在第一金屬層8與輕摻雜層3之間形成合金化層9、10。例如,對于材料為硅的輕摻雜層3,該合金化工藝具體來說就是硅化工藝。因為金屬和半導(dǎo)體的相互擴散,形成了圖示的結(jié)構(gòu)。在上述的合金化過程中,在金屬中擴散有半導(dǎo)體原子,在部分的半導(dǎo)體中也擴散有部分的金屬。該合金化層9、10有可能會細分成以金屬占多數(shù)的第一合金化層9和以半導(dǎo)體占多數(shù)的第二合金化層10。在此需要指出,第一合金化層9和第二合金化層10之間是漸變的,或許并沒有嚴格差異,因此甚至可以用一層材料來表示。綜上所述,上述的這些都并不是限制本發(fā)明的內(nèi)容。如圖13所示,采用化學(xué)機械拋光法對第一金屬層8作平坦化,去除多余部分的第一金屬層8,直至露出絕緣層4。由絕緣層4與合金化層9、10構(gòu)成的溝槽內(nèi)保留的第一金屬層8形成上電極14。本實施例的特點在于,采用的上電極14是在合金化工藝之后殘留的沒有反應(yīng)的第一金屬層8,同樣是采用無光刻工藝的化學(xué)機械拋光,形成內(nèi)嵌的上電極14。很顯然,為了實現(xiàn)本方案,淀積的第一金屬層8和絕緣層4都要適當(dāng)?shù)睾?,確保在合金化工藝的時候,要有足夠厚度的第一金屬層8保持不變,或者是頂部的第一金屬層8僅有不大的變化(依然具有較好的導(dǎo)電性)。在合金化工藝之后,第一金屬層8頂部殘留層與合金化層9、10之間的接觸也會較好。本發(fā)明在淀積肖特基二極管的第一金屬層之前,采用特定的清洗溶液對輕摻雜層進行清洗及輕微腐蝕,消除除表面殘留的顆粒、玷污以及界面缺陷。在清洗溶液處理完成后再淀積金屬,使金屬-半導(dǎo)體的接觸結(jié)變得更好,從而使肖特基二極管獲得更加高效、穩(wěn)定的性能。此外,在本發(fā)明中采用自對準(zhǔn)的半導(dǎo)體工藝,減少了光刻的步驟,大大降低了成本,有助于提升肖特基二極管在性能和價格上的競爭力。本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上,但其并不是用來限定本發(fā)明,任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),都可以做出可能的變動和修改。因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾,均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種高性能肖特基二極管的制造方法,包括步驟提供半導(dǎo)體基底(1),其上依次形成有重摻雜層(和輕摻雜層(3);在所述輕摻雜層C3)上淀積絕緣層G),采用光刻工藝刻蝕所述絕緣層G),在所述輕摻雜層C3)上方開出絕緣層窗口(5),露出所述輕摻雜層(3);采用清洗溶液對露出的所述輕摻雜層(進行清洗及輕微腐蝕;在所述絕緣層(4)和所述輕摻雜層(上淀積第一金屬層(8);采用退火工藝將所述第一金屬層(8)與所述輕摻雜層C3)作合金化工藝,在所述第一金屬層(8)與所述輕摻雜層(之間形成合金化層(9、10);去除所述第一金屬層(8);在所述合金化層(9、10)上形成與之相接觸的上電極(11、13);其中,所述清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比如下磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述合金化層(9、10)上形成上電極(11)包括步驟在所述絕緣層(4)和所述合金化層(9、10)上淀積第二金屬層;對所述第二金屬層作圖形化工藝,形成與所述合金化層(9、10)相接觸的上電極(11)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,在所述合金化層(9、10)上形成上電極(13)包括步驟在所述絕緣層(4)和所述合金化層(9、10)上淀積第三金屬層(12);采用化學(xué)機械拋光法對所述第三金屬層(1作平坦化,直至露出所述絕緣層,由所述絕緣層(4)與所述合金化層(9、10)構(gòu)成的溝槽內(nèi)保留的所述第三金屬層(1成為所述上電極(13)。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制造方法,其特征在于,所述輕摻雜層C3)的摻雜濃度在豎直方向上的分布是均勻的或者漸變的。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法,其特征在于,所述輕摻雜層C3)的摻雜濃度在豎直方向上從下往上逐漸降低。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造方法,其特征在于,所述輕摻雜層C3)的頂部區(qū)域的摻雜濃度低于1E18。7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制造方法,其特征在于,所述重摻雜層(的摻雜濃度在豎直方向上的分布是均勻的或者漸變的。8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制造方法,其特征在于,所述絕緣層(4)的厚度是可調(diào)節(jié)的。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述輕摻雜層(3)的材料為硅。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法,其特征在于,所述合金化層(9、10)包括以金屬占多數(shù)的第一合金化層(9)和以半導(dǎo)體占多數(shù)的第二合金化層(10)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法,其特征在于,所述第一合金化層(9)和所述第二合金化層(10)之間是漸變的。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法,其特征在于,去除所述第一金屬層(8)的工藝為濕法刻蝕法或者干法刻蝕法。13.一種高性能肖特基二極管的制造方法,包括步驟提供半導(dǎo)體基底(1),其上依次形成有重摻雜層(和輕摻雜層(3);在所述輕摻雜層C3)上淀積絕緣層G),采用光刻工藝刻蝕所述絕緣層G),在所述輕摻雜層C3)上方開出絕緣層窗口(5),露出所述輕摻雜層(3);采用清洗溶液對露出的所述輕摻雜層(進行清洗及輕微腐蝕;在所述絕緣層(4)和所述輕摻雜層(上淀積第一金屬層(8);采用退火工藝將所述第一金屬層(8)與所述輕摻雜層C3)作合金化工藝,在所述第一金屬層(8)與所述輕摻雜層(之間形成合金化層(9、10);采用化學(xué)機械拋光法對所述第一金屬層(8)作平坦化,直至露出所述絕緣層,由所述絕緣層(4)與所述合金化層(9、10)構(gòu)成的溝槽內(nèi)保留的所述第一金屬層(8)形成上電極(14);其中,所述清洗溶液的主要成分及其質(zhì)量百分比如下磷酸6575%,乙酸515%,氟硼酸15%以及硝酸15%。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,其特征在于,所述輕摻雜層C3)的摻雜濃度在豎直方向上的分布是均勻的或者漸變的。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法,其特征在于,所述輕摻雜層C3)的摻雜濃度在豎直方向上從下往上逐漸降低。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的制造方法,其特征在于,所述輕摻雜層(3)的頂部區(qū)域的摻雜濃度低于1E18。17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,其特征在于,所述重摻雜層(的摻雜濃度在豎直方向上的分布是均勻的或者漸變的。18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,其特征在于,所述絕緣層的厚度是可調(diào)節(jié)的。19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造方法,其特征在于,所述輕摻雜層(3)的材料為硅。20.根據(jù)權(quán)利要14所述的制造方法,其特征在于,所述合金化層(9、10)包括以金屬占多數(shù)的第一合金化層(9)和以半導(dǎo)體占多數(shù)的第二合金化層(10)。21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的制造方法,其特征在于,所述第一合金化層(9)和所述第二合金化層(10)之間是漸變的。全文摘要本發(fā)明提供一種高性能肖特基二極管的制造方法,包括步驟提供半導(dǎo)體基底,其上依次形成有重摻雜層和輕摻雜層;在輕摻雜層上淀積絕緣層,在輕摻雜層上方開出絕緣層窗口;采用清洗溶液對露出的輕摻雜層清洗;在絕緣層和輕摻雜層上淀積第一金屬層;將第一金屬層與輕摻雜層作合金化,在兩者之間形成合金化層;去除第一金屬層;在合金化層上形成上電極;其中,清洗溶液的主要成分及質(zhì)量百分比如下磷酸65~75%,乙酸5~15%,氟硼酸1~5%以及硝酸1~5%。本發(fā)明在淀積肖特基二極管的第一金屬層之前,采用特定清洗溶液對輕摻雜層清洗及輕微腐蝕,消除表面殘留的顆粒、玷污及界面缺陷,使金屬-半導(dǎo)體接觸結(jié)變得更好,從而使肖特基二極管獲得更加高效、穩(wěn)定的性能。文檔編號H01L21/329GK102427041SQ20111037191公開日2012年4月25日申請日期2011年11月21日優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日發(fā)明者張挺,鄭晨焱申請人:上海先進半導(dǎo)體制造股份有限公司
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