溝渠式肖特基二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種二極管，特別是涉及一種結(jié)合有肖特基（Schottky)接面的溝渠 式肖特基二極管。
【背景技術(shù)】
[0002] 參閱圖1，為一種現(xiàn)有溝渠式肖特基二極管，包含；一基板11、一位于該基板11上 的磊晶層12、數(shù)個(gè)半導(dǎo)體層13、數(shù)個(gè)氧化層14、一第一電極15, W及一第二電極16。該基板 11為n型的娃基板。該磊晶層12為n型半導(dǎo)體，并具有數(shù)個(gè)彼此間隔且自其頂面向下凹陷 的溝槽121。所述半導(dǎo)體層13分別填入所述溝槽121，其材料為n型多晶娃。所述氧化層14 分別位于所述溝槽121，并且分別位于每一半導(dǎo)體層13與該磊晶層12之間。該第一電極15 位于該基板11的底面。該第二電極16位于該磊晶層12的頂面。其中，該磊晶層12、所述氧 化層14與所述半導(dǎo)體層13 H者之間形成類似于MOS (Metal-Oxide-Semiconductor)結(jié)構(gòu)。 而該第二電極16與該磊晶層12的接面之間則形成金屬-半導(dǎo)體接觸的肖特基（Schottky) 接面，進(jìn)而形成肖特基位障（Schottky Barrier)。具有上述溝渠設(shè)計(jì)及肖特基接面的結(jié)構(gòu)， 一般又可稱為 TMBS (Trench MOS Barrier Schottky)。
[0003] 結(jié)合有肖特基特性的元件，通常具有可高速切換、開(kāi)關(guān)快速的優(yōu)點(diǎn)。然而，實(shí)務(wù)上 發(fā)現(xiàn)，上述結(jié)構(gòu)的溝渠式肖特基二極管，當(dāng)制作為可承受較高的逆向偏壓的元件時(shí)（也就 是具有高崩潰電壓度reakdown Voltage))，其順向偏壓特性會(huì)變差，換句話說(shuō)，要產(chǎn)生相同 電流時(shí)所需的順向偏壓必須加大。故該溝渠式肖特基二極管有待改良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種可承受高逆向偏壓，且順向偏壓特性佳的溝渠式肖特 基二極管。
[0005] 本發(fā)明溝渠式肖特基二極管，包含：一個(gè)基板、一個(gè)位于該基板上的n型的磊晶 層、一個(gè)連接該基板的第一電極，W及一個(gè)第二電極，該磊晶層包括一個(gè)朝向該基板的第一 面、一個(gè)相反于該第一面的第二面，W及數(shù)個(gè)自該第二面朝向該第一面凹設(shè)的溝槽。該溝渠 式肖特基二極管還包含數(shù)個(gè)P型的半導(dǎo)體層W及數(shù)個(gè)氧化層，所述半導(dǎo)體層分別位于所述 溝槽，每一個(gè)半導(dǎo)體層的材料功函數(shù)大于或等于4. 8電子伏特，所述氧化層分別位于所述 溝槽并且分別位于每一個(gè)半導(dǎo)體層與該磊晶層之間；該第二電極位于該磊晶層的第二面上 且覆蓋所述半導(dǎo)體層。
[0006] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，所述半導(dǎo)體層為P型多晶娃，該磊晶層為n 型多晶娃，該基板為n型的娃基板，且該基板的載子濃度大于該磊晶層的載子濃度。
[0007] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，所述半導(dǎo)體層的材料功函數(shù)為4. 8~5. 27 電子伏特。
[0008] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，所述氧化層的厚度為1500~3000埃。
[0009] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，該磊晶層的阻抗值為0. 8~5. 0歐姆。
[0010] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，所述溝槽的深度為I. 5~3. 0微米，寬度為 0.3~1.0微米。
[0011] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，該溝渠式肖特基二極管的崩潰電壓大于或 等于60伏特。
[0012] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，該溝渠式肖特基二極管的崩潰電壓大于或 等于100伏特。
[0013] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，該溝渠式肖特基二極管的崩潰電壓大于或 等于100伏特，所述半導(dǎo)體層的材料功函數(shù)為4. 9~5. 27電子伏特。
[0014] 本發(fā)明所述的溝渠式肖特基二極管，每一個(gè)半導(dǎo)體層的載子濃度為10 "cm3~ 10 21細(xì)3。
[0015] 本發(fā)明的有益效果在于；通過(guò)所述溝槽填入具有高功函數(shù)的P型半導(dǎo)體層，從而 使本發(fā)明具有較佳的順向偏壓特性，而且本發(fā)明可承受高逆向偏壓。因此，本發(fā)明在能承受 高逆向偏壓的同時(shí)，還具有良好的順偏特性，確實(shí)達(dá)到本發(fā)明的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是一種現(xiàn)有溝渠式肖特基二極管的側(cè)視剖視示意圖；
[0017] 圖2是本發(fā)明溝渠式肖特基二極管的一實(shí)施例的側(cè)視剖視示意圖；
[001引圖3是本發(fā)明與一比較例1的逆向電流-逆向偏壓特性曲線；
[0019] 圖4是本發(fā)明與該比較例1的順向電流-順向偏壓特性曲線；
[0020] 圖5是本發(fā)明與一比較例2的逆向電流-逆向偏壓特性曲線；及
[0021] 圖6是本發(fā)明與該比較例2的順向電流-順向偏壓特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0023] 參閱圖2,本發(fā)明溝渠式肖特基二極管的一實(shí)施例包含；一基板21、一磊晶層22、 數(shù)個(gè)半導(dǎo)體層23、數(shù)個(gè)氧化層24、一第一電極25, W及一第二電極26。
[0024] 該基板21為n型的娃基板，且該基板21的載子濃度大于該磊晶層22的載子濃度。 [00巧]該磊晶層22位于該基板21上，并包括一朝向該基板21的第一面221、一相反于該 第一面221的第二面222, W及數(shù)個(gè)自該第二面222朝向該第一面221凹設(shè)的溝槽223。該 磊晶層22為n型的半導(dǎo)體材料，具體而言為n型多晶娃。
[0026] 所述半導(dǎo)體層23分別位于所述溝槽223,并且未接觸該磊晶層22。所述半導(dǎo)體層 23為P型多晶娃，每一半導(dǎo)體層23的材料功函數(shù)較佳地大于或等于4. 8電子伏特（eV)。通 過(guò)調(diào)整所述半導(dǎo)體層23的載子濃度，可W改變其功函數(shù)，每一半導(dǎo)體層23的載子濃度較佳 地為1〇19畑13~1〇21畑13。
[0027] 所述氧化層24分別位于所述溝槽223,并且分別位于每一半導(dǎo)體層23與該磊晶層 22之間，進(jìn)而將所述半導(dǎo)體層23與該磊晶層22隔開(kāi)。本實(shí)施例的氧化層24為二氧化娃。
[0028] 該第一電極25大致呈薄層狀地覆蓋該基板21的一遠(yuǎn)離該磊晶層22的表面上，在 本實(shí)施例中相當(dāng)于位于基板21的下表面。該第一電極25可W使用具有導(dǎo)電性的金屬材料。
[0029] 該第二電極26位于該磊晶層22的第二面222上，且覆蓋所述半導(dǎo)體層23與所述 氧化層24。該第二電極26使用可導(dǎo)電的金屬材料，并且依據(jù)本發(fā)明制作成不同工作電壓的 元件時(shí)，可W選擇使用不同材料，例如可W使用鋼（Mo)、媒饑合金（NiV)、笛（Pt)等金屬。
[0030] 本發(fā)明使用時(shí)，該磊晶層22、所述氧化層24與所述半導(dǎo)體層23 H者之間形成類似 于MOS (Metal-Oxide-Semiconductor)結(jié)構(gòu)。其中該磊晶層22為n型多晶娃，相當(dāng)于MOS中 的半導(dǎo)體，所述氧化層24相當(dāng)于MOS中的氧化物，所述半導(dǎo)體層23雖非金屬材料，但扮演 著類似于MOS中的金屬的角色。此外，該第二電極26與該磊晶層22之間則形成金屬-半 導(dǎo)體接面，進(jìn)而形成具有肖特基位障（Schottky Barrier)的肖特基接觸。其中，本發(fā)明Wp 型的半導(dǎo)體層23填入所述溝槽223,相較于現(xiàn)有使用n型多晶娃材料（功函數(shù)約為4. 17eV 左右），本發(fā)明的所述半導(dǎo)體層23的功函數(shù)為4. 8eV W上，屬于高功函數(shù)材料。由于材料功 函數(shù)會(huì)影響MOS特性，故本發(fā)明使用高功函數(shù)的P型半導(dǎo)體層23,可W改變?cè)哪軒Х?布、電位分布、電容、電壓等特性，進(jìn)而造成電流特性改變，如此使本發(fā)明可制作為能應(yīng)用于 高逆向偏壓元件（也就是高崩潰電壓的元件），同時(shí)于順向偏壓下的電流特性又可大幅改 善，也就是說(shuō)，只要較低的順向偏壓就能使元件產(chǎn)生足夠的電流。