一种高浪涌多级沟槽肖特基二极管及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115832061A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211739799.7H01L21/329(2006.01)(22)申请日2022.12.31(71)申请人湖北九峰山实验室地址430000湖北省武汉市东湖开发区关东科技工业园华光大道18号19层(72)发明人袁俊郭飞王宽徐东魏强明黄俊杨冰吴畅(74)专利代理机构武汉蓝宝石专利代理事务所(特殊普通合伙)42242专利代理师李明(51)Int.Cl.H01L29/872(2006.01)H01L29/06(2006.01)H01L29/40(2006.01)H01L29/45(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种高浪涌多级沟槽肖特基二极管及其制备方法(57)摘要本发明属于半导体器件技术领域，提供一种高浪涌多级沟槽肖特基二极管及其制备方法。该肖特基二极管包括依次设置的阳极、外延片和阴极。该外延片包括半导体基底和外延层。该外延层与阳极接触的一面上设置有若干个深沟槽；每个深沟槽包括n个子沟槽，每个子沟槽的宽度沿深沟槽的开口指向底部的方向逐渐减小，n为大于1的正整数。每个深沟槽的内壁和底部均设置有异质势垒层，另设有场板介质与该异质势垒层接触；且深沟槽的开口被该异质势垒层包围。深沟槽内填充有填充结构。该高浪涌多级沟槽肖特基二极管在反向阻断状态下电场屏蔽效果更好，能进一步降低金属‑半导体界面的电场，并提高器件的击穿电压、提高浪涌能力和长期工作可靠性。CN115832061ACN115832061A权利要求书1/1页1.一种高浪涌多级沟槽肖特基二极管，其特征在于，包括依次设置的阳极、外延片和阴极；所述外延片包括半导体基底和位于所述半导体基底表面的外延层；所述阴极与所述半导体基底背离所述外延层的一面接触，所述阳极与所述外延层背离所述半导体基底的一面接触；所述外延层与所述阳极接触的一面上设置有若干个深沟槽；每个所述深沟槽包括n个子沟槽，每个所述子沟槽的宽度沿第一方向逐渐减小，n为大于1的正整数；所述第一方向为所述深沟槽的开口指向底部的方向；每个所述深沟槽的内壁和底部均设置有异质势垒层，另设有场板介质与所述异质势垒层接触；所述深沟槽的开口被所述异质势垒层包围；所述深沟槽内填充有填充结构。2.根据权利要求1所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管，其特征在于，所述场板介质包围所述深沟槽的开口，且所述场板介质位于所述阳极和所述异质势垒层之间。3.根据权利要求1所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管，其特征在于，每个所述深沟槽沿所述第一方向的截面呈阶梯状分布。4.根据权利要求1所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管，其特征在于，所述填充结构为阳极金属。5.根据权利要求1所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管，其特征在于，所述填充结构为单一介质填充结构，所述单一介质为氧化硅、氮化硅或多晶硅中一种。6.根据权利要求1所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管，其特征在于，所述填充结构包含第一填充介质、第二填充介质和第三填充介质中至少两种，所述第一填充介质为LPTEOS或/和ALD‑Al2O3，所述第二填充介质为BPSG或/和聚酰亚胺，所述第三填充介质为氧化硅或/和氮化硅。7.根据权利要求1所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管，其特征在于，所述阳极包括镍、金、钛、钨化钛、钼、铝中至少一种金属；或/和所述阴极包括钛、金、铝、镍中至少一种金属。8.根据权利要求1所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管，其特征在于，至少一个所述深沟槽的底部设置有欧姆接触金属层。9.权利要求1～7任一项所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、准备外延片，所述外延片包括半导体基底和位于所述半导体基底表面的外延层；S2、在所述半导体基底背离所述外延层的一侧沉积阴极金属；S3、刻蚀所述外延层背离所述半导体基底的一侧，形成多个所述深沟槽；S4、在每个所述深沟槽的底部和内壁上沉积所述异质势垒层，并将所述异质势垒层外延至所述深沟槽的开口周围；S5、在所述深沟槽底部和内壁的异质势垒层表面沉积并刻蚀所述场板介质；S6、在所述外延层背离所述半导体基底的一侧沉积阳极，并在所述深沟槽内部填充所述填充结构，得到所述高浪涌多级沟槽肖特基二极管。10.根据权利要求9所述的高浪涌多级沟槽肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述场板介质外延至所述深沟槽的开口周围；或/和步骤S5中在所述深沟槽的底部中间位置的异质势垒层表面沉积欧姆接触金属层。2CN115832061A说明书1/6页一种高浪涌多级沟槽肖特基二极管及其制备方法技术领域[0001]本发明属于半导体器件技术领域，尤其涉及肖特基二极管技术领域，具体涉及一种高浪涌多级沟槽肖特基二极管及其制备方