專利名稱：具有多劃分的保護(hù)環(huán)的肖特基二極管結(jié)構(gòu)及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子設(shè)備，并且更具體地，涉及具有增強(qiáng)的性能 的半導(dǎo)體設(shè)備及制備方法。
背景技術(shù)：
諸如肖特基二極管的半導(dǎo)體勢(shì)壘(barrier)設(shè)備被廣泛使用。例 如，通常將肖特基二極管集成在數(shù)字邏輯電路中作為快速開關(guān)。同樣， 因?yàn)榕c擴(kuò)散型pn結(jié)二極管相比，其中離散型肖特基二極管在較低的 電壓降處維持高電流，所以離散型肖特基二極管被作為功率整流器使 用。此外，肖特基二極管作為可在例如微波頻率處有效運(yùn)行的可變電 容器使用。
通過(guò)設(shè)置肖特基金屬與半導(dǎo)體表面直接接觸而形成肖特基二極 管。典型的肖特基金屬包括鉻、鉑和鋁。肖特基二極管的一個(gè)問(wèn)題是 其 一般表現(xiàn)出比理論預(yù)計(jì)更高的漏電流和更低的擊穿電壓。這部分地 緣自尖銳的接觸邊緣的存在，導(dǎo)致擠滿設(shè)備的多個(gè)電場(chǎng)處在反向偏置 條件下。
制造商一般利用摻雜的pn結(jié)保護(hù)環(huán)，其實(shí)質(zhì)上與接觸邊緣交疊 或者覆蓋接觸邊緣以減少電場(chǎng)擁擠效應(yīng)。保護(hù)環(huán)通常由與半導(dǎo)體基底 的傳導(dǎo)類型相反的摻雜劑的垂直擴(kuò)散形成，并且接著形成肖特基接觸 以接觸保護(hù)環(huán)摻雜最重的那些部分。該方法在降低漏電流并提高擊穿 電壓方面是有效的。但是，因?yàn)楸Ｗo(hù)環(huán)是并聯(lián)連接的PN結(jié)二極管， 所以該方法在導(dǎo)通條件期間導(dǎo)致非常高的少數(shù)栽流子(minority carrier)注入。該少數(shù)栽流子注入顯著地減慢了開關(guān)速度，并且在一些 集成電路應(yīng)用中導(dǎo)致閂鎖(latch-up)問(wèn)題。因此，存在對(duì)一種肖特基二極管結(jié)構(gòu)及制備方法的需要，其提高 反向擊穿電壓性能，克服以上概述的少數(shù)注入問(wèn)題，簡(jiǎn)單地結(jié)合至現(xiàn) 有集成電路工藝流程中，以及是成本有效的。


圖1示出了集成電路結(jié)構(gòu)中的肖特基結(jié)構(gòu)的實(shí)施方案的剖面圖2是圖l和圖5的肖特基結(jié)構(gòu)的等效電路圖3是比較圖1的肖特基結(jié)構(gòu)與各種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的基底電流與
陽(yáng)極電流的比率(Is/lA)作為陽(yáng)極電壓函數(shù)的曲線圖4是比較圖1的肖特基結(jié)構(gòu)與各種現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的反向電壓特
征的曲線圖5示出了肖特基結(jié)構(gòu)的另一實(shí)施方案的剖面圖；以及 圖6-9示出了在處理期間肖特基結(jié)構(gòu)的各種局部剖面圖，以根據(jù) 本發(fā)明說(shuō)明制備多劃分的摻雜區(qū)的不同方法。
為了容易理解，圖中的元件不一定按照比例繪制，并且在全部不 同的圖中相似的元件號(hào)被適當(dāng)?shù)厥褂靡员硎鞠嗤幕蝾愃频脑?。?了附圖的清晰，設(shè)備結(jié)構(gòu)或區(qū)域的摻雜區(qū)可以示為大致具有直線邊緣 和精確的拐角。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，由于摻雜劑的擴(kuò) 散和活動(dòng)，摻雜區(qū)域的邊緣一般不是直線，并且拐角不是精確的角度 而一般是圓形。盡管以下公開了一些傳導(dǎo)類型(例如，p-形和n-型)， 應(yīng)該理解，本發(fā)明包括傳導(dǎo)類型與這里具體描述的傳導(dǎo)類型相反的那 些設(shè)備并與其相關(guān)。
具體實(shí)施例方式
通常，下列說(shuō)明涉及具有減少的關(guān)態(tài)(off-state)滲漏和降低的 開態(tài)(on-state)少數(shù)載流子注入的肖特基二極管結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 了這些改進(jìn)，同時(shí)保持期望的擊穿電壓特性。更具體地，下列說(shuō)明涉 及具有多劃分的保護(hù)環(huán)或者摻雜區(qū)的肖特基二極管結(jié)構(gòu)，摻雜區(qū)自半 導(dǎo)體材料區(qū)的主要表面延伸。多劃分的保護(hù)環(huán)是連續(xù)的，并包括第一部分和第二部分，第一部分的摻雜濃度接近于配置成形成歐姆接觸的 主要表面，第二部分的摻雜濃度接近于配置成形成肖特基接觸的主要 表面的另 一部分。肖特基二極管還包括形成具有半導(dǎo)體基底的第 一 肖 特基勢(shì)壘的傳導(dǎo)接觸。傳導(dǎo)接觸疊蓋保護(hù)環(huán)的第二部分，并與保護(hù)環(huán) 的第二部分一起形成第二肖特基勢(shì)壘，第二肖特基勢(shì)壘的極性與第一 肖特基勢(shì)壘的極性相反。傳導(dǎo)接觸不疊蓋或直接地接觸保護(hù)環(huán)的第一 部分。由于疊蓋保護(hù)環(huán)的第二部分或者較輕摻雜的部分的傳導(dǎo)接觸， 接觸邊緣受到保護(hù)，從而降低滲漏并增強(qiáng)或維持擊穿電壓特性。但是， 因?yàn)閭鲗?dǎo)接觸不疊蓋或直接地接觸保護(hù)環(huán)的第一部分或較重?fù)诫s的 部分，少數(shù)載流子注入受到抑制。
圖1示出了集成電路結(jié)構(gòu)中的肖特基設(shè)備結(jié)構(gòu)10的放大的剖面 視圖。設(shè)備10包括半導(dǎo)體材料11的區(qū)域，其包括例如p-型基底12 以及與基底12形成間隔關(guān)系(在...里、在...內(nèi)、在...之上或覆蓋...之 上)的n-型井區(qū)、擴(kuò)散區(qū)或外延區(qū)14。利用傳統(tǒng)技術(shù)在接近于半導(dǎo)體 材料11的區(qū)域的主要表面18處形成鈍化區(qū)17，以界定設(shè)備10的各 個(gè)有源區(qū)。作為實(shí)例，鈍化區(qū)17包括二氧化硅，其厚度大約為1/2 微米至大約2微米。應(yīng)該理解，鈍化區(qū)17可以包括平坦的、半凹陷 的或者溝槽鈍化或絕緣結(jié)構(gòu)。
設(shè)備10還包括在區(qū)域14的一部分或多個(gè)部分中形成的n-型摻 雜區(qū)或陰極區(qū)21。在該實(shí)施方案中，區(qū)域21在接近于主要表面18處 形成，并且與例如傳統(tǒng)CMOS工藝中的源極和漏極區(qū)同時(shí)方便地形 成。作為實(shí)施例，區(qū)域21的表面摻雜濃度大于大約5.0xl0"原子/立 方厘米。鈍化區(qū)23覆蓋在主要表面18之上而形成，并且被圖樣化， 以便為區(qū)域21提供開口以及為接觸區(qū)或接觸窗口 26提供開口。傳導(dǎo) 接觸層、肖特基或陽(yáng)極接觸層29覆蓋在區(qū)域14之上而形成，并且通 過(guò)接觸區(qū)26電耦合至區(qū)域14。傳導(dǎo)接觸層29在主要表面18上與區(qū) 域14的一部分形成肖特基勢(shì)壘。傳導(dǎo)接觸層或陰極層31與區(qū)域21 接觸或電耦合而形成。
作為實(shí)例，對(duì)于20伏特的設(shè)備，區(qū)域14的表面摻雜濃度大約為l.OxlO16原子/立方厘米，或者對(duì)于65伏特的設(shè)備大約為4.0x1015原 子/立方厘米。作為進(jìn)一步的實(shí)例，接觸層29和31包括在CMOS工 藝中使用的傳統(tǒng)的金屬配置。在一個(gè)實(shí)施方案中，接觸層29和31包 括提供大約0.6eV的肖特基勢(shì)壘高度的鈦/鈦-氮化物加鋁-銅-硅合金 層。在其他實(shí)施方案中，接觸層29包括鉻、鈿或鈀以將范圍大約在 0.5eV至大約0.7eV的特定肖特基勢(shì)壘高度作為目標(biāo)。并非嚴(yán)格要求 層29和31包括相同的材料。
設(shè)備10還包括在接觸窗口 26外圍處在區(qū)域14中形成的偏移的、 多劃分的、橫向分級(jí)的、摻雜劑方向橫向分隔開的或摻雜劑方向側(cè)向 分隔開的保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)或摻雜區(qū)41。在一個(gè)實(shí)施方案中，區(qū)域41是連 續(xù)的，并且具有由接近于主要表面18的摻雜濃度區(qū)分或辨別的至少 兩個(gè)部分或區(qū)段。作為實(shí)例，摻雜區(qū)41包括從主要表面18延伸至垂 直深度43的第一部分410。另外，第一部分410包括與主要表面18 分離或分開的垂直邊界420。
摻雜區(qū)41還包括從主要表面18延伸至垂直深度44的第二部分 411。另外，第二部分411包括與主要表面18分離或分開的垂直邊界 421。在一個(gè)實(shí)施方案中，垂直深度44小于垂直深度43。在另一實(shí)施 方案中，垂直深度44大于或等于垂直深度43。根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前實(shí) 施方案，第二部分411的摻雜濃度接近于主要表面18，該摻雜濃度小 于接近于主要表面18的第一部分410的摻雜濃度。用另一種方式說(shuō)， 第二部分411的摻雜分布配置成與傳導(dǎo)接觸29 —起形成肖特基勢(shì)壘， 傳導(dǎo)接觸的極性與在傳導(dǎo)接觸29和區(qū)域14之間形成的肖特基勢(shì)壘的 極性相反。在一個(gè)實(shí)施方案中，接近于主要表面18的第二部分411 的摻雜濃度小于1,OxlO"原子/立方厘米。在一個(gè)實(shí)施方案中，如果這 樣的接觸對(duì)第一部分410進(jìn)行，則接近于主要表面18的第一部分410 的摻雜濃度足以形成歐姆接觸。作為實(shí)例，接近于主要表面的第一部 分410的摻雜濃度在大約1.0xlO"原子/立方厘米和大約1.0xlO"原子 /立方厘米之間。用另一種方式說(shuō)，第一部分410被摻雜或配置成與區(qū) 域14形成pn結(jié)。如圖1中所示，在本實(shí)施方案中，鈍化層23在主要表面18上覆 蓋第一部分410，使得傳導(dǎo)層29不與第一部分410直接接觸。在本發(fā) 明中，傳導(dǎo)層29只與第二部分411直接接觸，而沒(méi)有與第一部分410 直接接觸。就直接接觸來(lái)說(shuō)，其意指?jìng)鲗?dǎo)層29與第二部分411接觸 而沒(méi)有介入中間的電介質(zhì)層或半導(dǎo)體層。盡管傳導(dǎo)層29被示為一層 傳導(dǎo)材料，但是應(yīng)該理解，該層可包括多層傳導(dǎo)材料。
在所示的實(shí)施方案中，多劃分的摻雜區(qū)14還包括在第一部分410 和第二部分411之間的第三偏移或過(guò)渡部分413。在本發(fā)明中，過(guò)渡 部分413對(duì)應(yīng)于偏移距離513，其由用于界定接觸窗口 26的第一部分 410和邊緣516的掩蔽窗口(以下所述)的內(nèi)部邊緣、第一邊緣或參考 點(diǎn)514確定。在一個(gè)實(shí)施方案中，偏移距離513在垂直深度43的大 約50%至大約80%的范圍內(nèi)。在再一實(shí)施方案中，偏移距離513為 垂直距離43的大約75%。
圖2是示出設(shè)備10的等效電路的電路圖，其中肖特基二極管214 對(duì)應(yīng)于在傳導(dǎo)接觸29和半導(dǎo)體材料14的區(qū)域之間形成的肖特基勢(shì)壘 設(shè)備，肖特基二極管215對(duì)應(yīng)于在傳導(dǎo)接觸29和第二區(qū)域411之間 形成的肖特基勢(shì)壘設(shè)備，二極管216對(duì)應(yīng)于在第二部分410和半導(dǎo)體 材料14的區(qū)域之間形成的pn結(jié)二極管。由該圖容易看出，當(dāng)摻雜區(qū) 41為p-型以及半導(dǎo)體14的區(qū)域?yàn)閚-型時(shí)，設(shè)備215為p-型肖特基設(shè) 備，其在圖1中所示的傳導(dǎo)層29和第二部分411之間的交疊區(qū)中形 成。當(dāng)設(shè)備214處于正向偏置時(shí)，設(shè)備215處于反向偏置。因?yàn)樵O(shè)備 215處于反向偏置，設(shè)備215限制電流流過(guò)在第一部分410和半導(dǎo)體 材料14(二極管216)的區(qū)域之間形成的pn結(jié)，并因而使空穴或者從 p-型保護(hù)環(huán)注入半導(dǎo)體材料14的區(qū)域中的少數(shù)栽流子減到最小。
在沒(méi)有如這里所述的多劃分的結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)保護(hù)環(huán)肖特基設(shè)備中， 傳統(tǒng)的保護(hù)環(huán)和金屬接觸之間的接觸本質(zhì)上是更歐姆性的。結(jié)果，pn 結(jié)在保護(hù)環(huán)和該位置的井區(qū)之間形成，并且pn結(jié)二極管也與傳統(tǒng)的
肖特基勢(shì)壘一起處于正向偏置下。結(jié)果，大量的少數(shù)栽流子電流從傳 統(tǒng)的保護(hù)環(huán)注入到井區(qū)。這導(dǎo)致不期望有的基底電流，其在圖3中被進(jìn)一步示出。
圖3示出了設(shè)備IO(即，根據(jù)本發(fā)明具有多劃分的保護(hù)環(huán)的設(shè)備) 與沒(méi)有保護(hù)環(huán)的傳統(tǒng)的肖特基設(shè)備以及具有傳統(tǒng)pn結(jié)保護(hù)環(huán)的肖特 基設(shè)備比較的基底電流與陽(yáng)極電流的比率(Is/Ia)作為陽(yáng)極電壓的函數(shù) 的曲線圖。數(shù)據(jù)集61對(duì)應(yīng)于設(shè)備10的Is/lA比率特性；數(shù)據(jù)集62對(duì) 應(yīng)于具有傳統(tǒng)pn結(jié)保護(hù)環(huán)的傳統(tǒng)設(shè)備的Is/Ia比率特性；以及數(shù)據(jù)集 63對(duì)應(yīng)于沒(méi)有保護(hù)環(huán)的傳統(tǒng)設(shè)備的IS/IA比率特性。
圖4示出了設(shè)備10的反向電壓特性(即，根據(jù)本發(fā)明具有多劃分 的保護(hù)環(huán)的設(shè)備)與具有傳統(tǒng)pn結(jié)保護(hù)環(huán)的肖特基設(shè)備20以及沒(méi)有 保護(hù)環(huán)的傳統(tǒng)肖特基設(shè)備30比較的曲線圖。圖4的數(shù)據(jù)在1微安的 電流時(shí)取得。如從圖3和4的數(shù)據(jù)中容易看出，設(shè)備10具有極好的 IS/IA比率(接近無(wú)保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的性能)，同時(shí)維持超過(guò)兩個(gè)傳統(tǒng)肖特基 結(jié)構(gòu)的反向電壓。
圖5根據(jù)另一實(shí)施方案示出了具有多劃分的保護(hù)環(huán)41的肖特基 結(jié)構(gòu)或設(shè)備50的剖面圖。設(shè)備50為垂直的肖特基設(shè)備，并且類似于 設(shè)備10，除了半導(dǎo)體材料ll的區(qū)域包括與層或區(qū)域14相同的傳導(dǎo)類 型的基底112之外。基底112具有非常高的摻雜濃度以最小化串聯(lián)電 阻。此外，在設(shè)備50中，傳導(dǎo)層或陰極接觸31在主要表面118上， 其與主要表面18相對(duì)。
圖6-9示出了在處理期間的肖特基結(jié)構(gòu)的局部剖面圖，以說(shuō)明制 備多劃分的保護(hù)環(huán)的各種方法。在圖6中，覆蓋在主要表面18之上 的掩蔽層68形成，并且被圖樣化成形成第一開口或窗口 71。如圖1 中所述的，開口 71的最內(nèi)部的邊緣界定內(nèi)邊緣514，并且參考點(diǎn)或邊 緣516對(duì)應(yīng)于接觸窗口 26的邊緣516，其在隨后的制備步驟中形成。 邊緣516和514之間的橫向距離界定偏移距離513。作為實(shí)例，掩蔽 層68包括利用傳統(tǒng)技術(shù)形成的光阻材料(photoresist)層或電介質(zhì)層。 在該實(shí)施例中，離子注入74用于形成多劃分的保護(hù)環(huán)41。注入的摻 雜劑示為區(qū)域405,其隨后被熱處理以擴(kuò)散和激活摻雜劑，從而垂直 地形成部分410并橫向地形成多劃分的保護(hù)環(huán)41的部分411。多劃分的保護(hù)環(huán)41以虛線簡(jiǎn)單示出，以說(shuō)明它在隨后的步驟形成。
離子注入74包括在注入的摻雜劑從開口 71的邊緣514橫向擴(kuò)散 之后為接近于主要表面18的部分411提供足以形成肖特基勢(shì)壘的摻 雜濃度(即，小于大約1.0xl0"原子/立方厘米)的劑量，以及為接近 于主要表面18的部分410提供足以形成歐姆接觸的摻雜濃度(即，在 大約1.0xlO"原子/立方厘米和大約1.0xlO"原子/立方厘米之間)的劑 量。在以后的步驟中，掩蔽層68被除去，并且鈍化層23形成并被圖 樣化以提供如圖l和5所示的接觸窗口 26。接著，形成接觸部分411 的至少一部分的傳導(dǎo)接觸層29，同時(shí)，部分410被鈍化層23覆蓋或 與傳導(dǎo)接觸層29分離(如圖1和5所示的)。
圖7的實(shí)施方案類似于圖6的實(shí)施方案，外加成角度的離子注入 93。注入93用于為部分411提供更多控制的離子導(dǎo)入.在本實(shí)施方 案中，注入74用于為部分410提供摻雜劑。注入以任一種順序進(jìn)行， 其中，注入93比注入74的注入劑量少。注入的摻雜劑顯示為區(qū)域405， 其實(shí)質(zhì)上被熱處理以擴(kuò)散并激活摻雜劑以形成多劃分的保護(hù)41。
注入94包括在注入的摻雜劑擴(kuò)散之后為接近于主要表面18的部 分411提供足以形成肖特基勢(shì)壘的摻雜濃度(即，小于大約1.0xl017 原子/立方厘米)的劑量。注入74包括為接近于主要表面18的部分410 提供足以形成歐姆接觸摻雜濃度(即，在大約1.0xl018原子/立方厘米 和大約1.0xlO"原子/立方厘米之間)的劑量。在以后的步驟中，掩模 層68被去除，并且鈍化層23形成并被圖樣化以提供如圖1和5所示 的接觸窗口 26。接著，形成接觸部分411的傳導(dǎo)接觸層29，同時(shí)， 部分410被鈍化層23覆蓋或通過(guò)鈍化層23與傳導(dǎo)接觸層28分離。 在該實(shí)施方案中，接觸窗口的邊緣516可以設(shè)置在參考點(diǎn)5161(即， 成角度注入93的大致邊緣)和5162(即，在熱處理之后，成角度注入 93的向外擴(kuò)散的大致邊緣)之間，這增加了偏移距離513的光刻對(duì)準(zhǔn) 公差。
在圖8中，自對(duì)準(zhǔn)部件79用于形成部分411。作為實(shí)例，部件 79包括一個(gè)或更多的層，例如覆蓋電介質(zhì)層791的多晶硅層790，這些層沉積覆蓋主要表面18，接著被圖樣化以形成部件79。覆蓋在主 要表面18上的掩蔽層81如光阻材料層形成并被圖樣化，以便掩蔽層 81的一部分疊蓋部件79的一部分。離子注入84用于通過(guò)窗口 71的 部件79的暴露部分注入摻雜劑以形成摻雜區(qū)405，摻雜區(qū)405隨后被 熱處理以擴(kuò)散并激活摻雜劑，從而形成多劃分的保護(hù)環(huán)41。在該實(shí)施 方案中，部件79配置成阻擋一部分離子注入84，使得較少的摻雜劑 到達(dá)在部件79之下的主要表面18。這控制了接近于主要表面18的部 分411的摻雜濃度。掩蔽層81的邊緣811設(shè)置在部件79上的一個(gè)位 置處，以便當(dāng)部分411形成時(shí)，充分注入的摻雜劑從部件79的下面 橫向地向外擴(kuò)散。這保證部分411和傳導(dǎo)接觸29之間的接觸。 一旦 掩蔽層81被去除，鈍化層23就形成并被圖樣化以提供接觸窗口 26。 接著，傳導(dǎo)接觸層29形成，并且由于部件79而被方便地自對(duì)準(zhǔn)。在 該實(shí)施方案中，偏移距離513由部件79(從514至516)的寬度確定， 并且因而不受光刻對(duì)準(zhǔn)公差的限制。參考點(diǎn)5163是接觸窗口 26的邊 緣，并且可以在覆蓋部件79的任何位置。
在圖9所示的實(shí)施方案中，覆蓋在主要表面18的預(yù)定部分之上 的屏蔽氧化物或摻雜劑掩蔽層91形成并被圖樣化。接著，覆蓋在屏 蔽氧化物層91的一部分上的掩蔽層(例如，光阻材料)92形成并被圖 樣化。離子注入94用于通過(guò)窗口 71和屏蔽氧化物層91的暴露部分 注入摻雜劑以形成摻雜區(qū)405，摻雜區(qū)405隨后被熱處理以擴(kuò)散并激 活摻雜劑，從而形成多劃分的保護(hù)環(huán)41。在該實(shí)施方案中，屏蔽氧化 物91配置成阻擋一部分的離子摻雜劑94，使得較少的摻雜劑到達(dá)在 屏蔽氧化物91之下的主要表面18。掩蔽層92阻止任何摻雜劑到達(dá)形 成主要肖特基勢(shì)壘的主要表面18。隨后，層91和92被去除，鈍化層 23形成并被圖樣化以提供如圖1和5所示的接觸窗口 26。接著，形 成接觸部分411的至少一部分的傳導(dǎo)接觸層29,同時(shí)，部分410被鈍 化層23覆蓋或通過(guò)鈍化層23與傳導(dǎo)接觸層29分離。在該實(shí)施方案 中，偏移距離513不受光刻對(duì)準(zhǔn)公差限制，結(jié)果，邊緣516可以設(shè)置 在參考點(diǎn)5161和5162之間的任何地方。因此很明顯，根據(jù)本發(fā)明已經(jīng)提供了 一種用于具有多劃分的保護(hù) 環(huán)的肖特基勢(shì)壘的結(jié)構(gòu)和方法。多劃分的保護(hù)環(huán)保護(hù)肖特基接觸層的 接觸邊緣，以提供低滲漏并在反向偏置條件下維持反向電壓特征。在 正向偏置條件下，多劃分的保護(hù)環(huán)形成與肖特基接觸層的極性相反的肖特基結(jié)構(gòu)。該相反極性肖特基結(jié)構(gòu)與寄生pn結(jié)串聯(lián)，并且起抑制 少數(shù)載流子注入的作用。這降低了基底電流。盡管參考其中的具體實(shí)施方案描述和示出了本發(fā)明，但意圖不是將本發(fā)明限制于這些例證性的實(shí)施方案。例如，使用其他摻雜技術(shù)來(lái) 形成多劃分的保護(hù)環(huán)41，其包括傳統(tǒng)化學(xué)蒸汽沉積和擴(kuò)散技術(shù)、自旋 式摻雜技術(shù)或者其他沉積薄膜技術(shù)。另外，可以將埋層(buried layer) 增加至設(shè)備10以降低串聯(lián)電阻。
權(quán)利要求
1.一種肖特基二極管結(jié)構(gòu)，其包括半導(dǎo)體材料區(qū)，其具有第一主要表面、第一傳導(dǎo)類型和第一摻雜濃度；第二傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)，所述第二傳導(dǎo)類型與所述第一傳導(dǎo)類型相反，所述摻雜區(qū)在所述半導(dǎo)體材料區(qū)中形成并自所述第一主要表面延伸，其中，所述摻雜區(qū)包括第一部分和第二部分，所述第一部分的第一摻雜濃度接近于所述第一主要表面，而所述第二部分的第二摻雜濃度接近于所述第一主要表面，以及其中，所述第二摻雜濃度小于所述第一摻雜濃度；第一傳導(dǎo)接觸，其電耦合至所述半導(dǎo)體材料區(qū)；以及第二傳導(dǎo)接觸，其電耦合至所述半導(dǎo)體材料區(qū)，其中，所述第二傳導(dǎo)接觸疊蓋所述第二部分而不疊蓋所述第一部分，以及其中，所述第二傳導(dǎo)接觸與所述半導(dǎo)體材料區(qū)形成第一肖特基勢(shì)壘并與所述第二部分形成第二肖特基勢(shì)壘。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述第一部分延伸到所 述半導(dǎo)體材料區(qū)中一段第一垂直距離，以及其中，所述第二傳導(dǎo)接觸從所述第一部分偏移一段橫向距離，所述橫向距離在所述第一垂直距 離的大約50%至大約80%的范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述第一部分和所述 第二部分是鄰接的。
4. 一種形成肖特基結(jié)構(gòu)的方法，其包括步驟 提供具有第一主要表面、第一傳導(dǎo)類型和第一摻雜濃度的半導(dǎo)體材料區(qū)；形成與所述第一傳導(dǎo)類型相反的第二傳導(dǎo)類型的摻雜區(qū)，所述摻 雜區(qū)在所述半導(dǎo)體材料區(qū)中形成并自所述第 一主要表面延伸，其中， 所述摻雜區(qū)包括第一部分和第二部分，所述第一部分的第一摻雜濃度 接近于所述第一主要表面，而所述第二部分的第二摻雜濃度接近于所述第一主要表面，以及其中，所迷第二摻雜濃度小于所述第一摻雜濃度；形成電耦合至所述半導(dǎo)體材料區(qū)的傳導(dǎo)接觸，其中，所述傳導(dǎo)接 觸疊蓋所迷第二部分而不疊蓋所述第一部分，以及其中，所述傳導(dǎo)接 觸與所述半導(dǎo)體材料區(qū)形成第一肖特基勢(shì)壘并與所述第二部分形成 笫二肖特基勢(shì)壘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，形成摻雜區(qū)的所述步 驟包括步驟形成覆蓋在所述第一主要表面之上的第一層； 形成在所述第一層之內(nèi)的第一開口，其中，所述笫一開口具有第一邊緣；通過(guò)第 一開口將所述第二傳導(dǎo)類型的摻雜劑注入所述半導(dǎo)體材 料區(qū)中；使所述摻雜劑垂直地?cái)U(kuò)散以形成所述第一部分并橫向地?cái)U(kuò)散以形成所述第二部分;形成覆蓋在所述第一主要表面之上的鈍化層；以及 在所述鈍化層中形成第二開口，其中，所述第二開口具有從所述第 一邊緣偏移一段距離的第二邊緣。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，注入摻雜劑的所述步驟 包括利用成角度的離子注入來(lái)注入所述摻雜劑。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，還包括以下步驟 形成在所述第一層之內(nèi)的第二開口，其中，所述第二開口配置為接觸窗口；形成覆蓋在所述接觸窗口和所述第 一層的 一部分之上的第二層， 同時(shí)使所述第一層的另一部分和所述第一開口暴露，其中，注入摻雜 劑的所述步驟包括通過(guò)所述第一開口和所述第 一層的所述暴露部分 注入所述摻雜劑；去除所述第二層以暴露所述接觸窗口；以及形成所述傳導(dǎo)接觸，其中，所述傳導(dǎo)接觸自對(duì)準(zhǔn)到所述摻雜區(qū)。
8. —種具有多劃分的摻雜區(qū)的半導(dǎo)體設(shè)備，其包括 半導(dǎo)體材料區(qū)，其具有第一主要表面、第一傳導(dǎo)類型和笫一摻雜濃度；多劃分的摻雜區(qū)，其在所述半導(dǎo)體材料區(qū)中形成并從所述第一主 要表面延伸，其中，所述多劃分的摻雜區(qū)包括與所述第一傳導(dǎo)類型相 反的第二傳導(dǎo)類型，以及其中，所述多劃分的摻雜區(qū)包括第一部分和 笫二部分，所述第一部分的第一摻雜濃度接近于所述第一主要表面， 以及所述第二部分的第二摻雜濃度接近于所述第一主要表面，并且其 中，所述第二摻雜濃度小于所述第一摻雜濃度，以及其中，所述第一 部分與所述半導(dǎo)體材料區(qū)形成pn結(jié)；以及傳導(dǎo)接觸，其電耦合至所述半導(dǎo)體材料區(qū)，其中，所述第二傳導(dǎo) 接觸疊蓋所述第二部分而不疊蓋所述笫一部分，以及其中，所述第二 傳導(dǎo)接觸與所述半導(dǎo)體材料區(qū)形成第一肖特基勢(shì)壘并與所述第二部 分形成第二肖特基勢(shì)壘。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述第一部分延伸到 半導(dǎo)體材料區(qū)延伸中一段第一垂直距離，以及其中，所述傳導(dǎo)接觸從所述第一部分偏移一段橫向距離，所述橫向距離在所述第一垂直距離 的大約50%至大約80%的范圍內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的結(jié)構(gòu)，其中，所述傳導(dǎo)接觸自對(duì)準(zhǔn) 到所述第二部分。
全文摘要
在一個(gè)實(shí)施方案中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括多劃分的保護(hù)環(huán)，多劃分的保護(hù)環(huán)包括在半導(dǎo)體材料區(qū)形成的第一部分和第二部分。傳導(dǎo)接觸層與半導(dǎo)體材料區(qū)形成第一肖特基勢(shì)壘。傳導(dǎo)接觸層疊蓋第二部分并形成與第一肖特基勢(shì)壘的極性相反的第二肖特基勢(shì)壘。傳導(dǎo)接觸層不疊蓋第一部分，其與半導(dǎo)體材料區(qū)形成pn結(jié)。
文檔編號(hào)H01L29/06GK101262015SQ200810004909
公開日2008年9月10日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月8日
發(fā)明者屠尚輝, 藏前文香 申請(qǐng)人:半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司