專利名稱：溝槽式蕭基二極管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種溝槽式蕭基二極管及其制作方法，尤其是涉及一種以一制作方法以提供出一種具有較低的反向電壓漏電流、較低的正向偏置電壓(Vf)、較高的反向耐電壓值以及較短的反向回復(fù)時間(tKK)等特性的溝槽式蕭基二極管。
背景技術(shù)：
蕭基二極管(Schottky Diode)為以電子作為載流子的單極性元件，其特性為速度快，且于加入較低的正向偏置電壓(Forward Bias Voltage ；Vf)時,便可有較大的順向電流與較短的反向回復(fù)時間(Reverse Recovery Time ;tKK),但若加入持續(xù)增加的反向偏壓時，貝1J會有較大的漏電流(與金屬功函數(shù)及半導(dǎo)體摻雜濃度所造成的蕭基能障(SchottkyBarrier)有關(guān))。而后，有溝槽式的蕭基能障二極管的提出，通過于溝槽中填入金屬材料來夾止反向漏電流，使元件的漏電流能大幅降低。
關(guān)于溝槽式的蕭基能障二極管，其代表性前案可參閱美國專利第5365102號(專利名稱:SCH0TTKY BARRIER RECTIFIER WITH MOS TRENCH)中所揭露的元件結(jié)構(gòu)與技術(shù)；并請參閱如圖1A至圖1F所示的主要制作工藝步驟。首先在圖1A中，提供有一外延層(epitaxial layer)厚度的半導(dǎo)體基板12，且此基板12具有兩表面12a、12b，其中高摻雜濃度(N+型)的陰極區(qū)域12c鄰近其表面12a，而低摻雜濃度(N型)的漂移區(qū)域12d則從高摻雜濃度(N+型)的陰極區(qū)域12c伸展至表面12b ;并進(jìn)而于其上成長一二氧化硅層(SiO2) 13，以降低接著要成長的一氮化硅層(Si3N4) 15的沉積應(yīng)力，并再在氮化硅層15上形成一光致抗蝕劑層17。
而接著在圖1B中，利用該光致抗蝕劑層17進(jìn)行一光刻制作工藝(lithography)及蝕刻制作工藝(etching)，以移除部分的氮化硅層15、二氧化硅層13以及基板12，從而將其基板12的漂移區(qū)域12d蝕刻出多個分離平臺14，且形成為具有一特定深度與寬度的一溝槽結(jié)構(gòu)22。接著在圖1C中，分別于其溝槽結(jié)構(gòu)22的側(cè)壁22a及底部22b上成長出絕緣性質(zhì)的一熱氧化層16。并在圖1D中，移除剩下的氮化硅層15和二氧化硅層13，以及在圖1E中，在其整體結(jié)構(gòu)的上方鍍上一陽極金屬層23，使其多個分離的平臺14能接觸陽極金屬層23。并接著在圖1F中，在背面的表面12a處同樣進(jìn)行金屬鍍制，而于其背面的表面12a處則能形成出一陰極金屬層20 ;使其陽極金屬層23與平臺14的接觸便因所謂的蕭基能障(Schottky Barrier)而成為蕭基接面,從而完成晶片的制作工藝。
由上述的方法制作的溝槽式蕭基二極管(Trench MOS Barrier SchottkyRectifier，簡稱為TMBS)，具有極低的正向偏置電壓(Vf)，反向漏電流則受到溝槽結(jié)構(gòu)的夾止，會比無溝槽結(jié)構(gòu)者有更低的漏電流。然而，由于溝槽結(jié)構(gòu)內(nèi)填入金屬的材質(zhì)，會因熱膨脹系數(shù)的差異與結(jié)構(gòu)的些微不同，于可靠度測試時，易因循環(huán)的熱脹冷縮測試而產(chǎn)生破裂的問題。換句話說，由于在硅晶片上挖溝槽等制作工藝所制造出的應(yīng)力未能有效的得到適當(dāng)?shù)奶幚恚沟卯a(chǎn)品在可靠度測試時較容易故障；在實際產(chǎn)品應(yīng)用時也偶有故障產(chǎn)生。其原因即為應(yīng)力導(dǎo)致的微細(xì)裂痕，最后造成元件故障。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種溝槽式蕭基二極管制作方法，該方法包含下列步驟:提供一半導(dǎo)體基板；于該半導(dǎo)體基板上形成一第一氧化層；根據(jù)該第一氧化層對該半導(dǎo)體基板進(jìn)行蝕刻，以于該半導(dǎo)體基板中形成一多溝槽結(jié)構(gòu)，其中該多溝槽結(jié)構(gòu)包括一寬溝槽結(jié)構(gòu)形成于該半導(dǎo)體基板的一第一側(cè)，以及多個窄溝槽結(jié)構(gòu)形成于該半導(dǎo)體基板的一第二側(cè)；在該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成一柵極氧化層；在該柵極氧化層上與該第一氧化層上形成一多晶硅結(jié)構(gòu)；對該多晶硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以露出該第一氧化層的頂面與部分側(cè)面以及該寬溝槽結(jié)構(gòu)底部的部分該柵極氧化層；形成一第二氧化層覆蓋于該多晶硅結(jié)構(gòu)上與該第一氧化層上，并以光刻及蝕刻制作工藝將該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面加以露出；在該第二氧化層上與該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上形成一金屬濺鍍層；以及對該金屬濺鍍層進(jìn)行蝕刻，以將該第二氧化層的部分表面加以露出。
本發(fā)明另一方面為一種溝槽式蕭基二極管，包含有:一半導(dǎo)體基板，其內(nèi)部具有多個溝槽結(jié)構(gòu)，其中該些溝槽結(jié)構(gòu)包括一寬溝槽結(jié)構(gòu)形成于該半導(dǎo)體基板的一第一側(cè)，以及多個窄溝槽結(jié)構(gòu)形成于該半導(dǎo)體基板的一第二側(cè)；一第一氧化層，形成于該半導(dǎo)體基板的表面上該寬溝槽結(jié)構(gòu)的二側(cè)；一柵極氧化層，形成于該些溝槽結(jié)構(gòu)的表面上，該柵極氧化層并凸出于該半導(dǎo)體基板的表面；一多晶硅結(jié)構(gòu)，形成于該些窄溝槽結(jié)構(gòu)的該柵極氧化層上以及該寬溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及部分底部的該柵極氧化層上，該多晶硅結(jié)構(gòu)并凸出于該半導(dǎo)體基板的表面；一第二氧化層，形成于該第一氧化層上與部分的該多晶硅結(jié)構(gòu)以及部分的該柵極氧化層上；以及一金屬濺鍍層，形成于該第二氧化層、該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上。
為了對本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下:


圖1A至圖1F為現(xiàn)有的溝槽式的蕭基能障二極管`的主要制作工藝步驟示意圖2A至圖2P，為本發(fā)明所提出的溝槽式蕭基二極管的制作方法，其較佳實施例的制作流程示意圖。
主要元件符號說明
半導(dǎo)體基板12表面12a、12b
陰極區(qū)域12c漂移區(qū)域12d
二氧化硅層13氮化硅層15
平臺14熱氧化層16
光致抗蝕劑層17
陰極金屬層20溝槽結(jié)構(gòu)22
側(cè)壁22a底部22b
金屬層23半導(dǎo)體基板30
高摻雜濃度的硅基板31低摻雜濃度的外延層32
表面32a第一氧化層41
犧牲氧化層46
柵極氧化層47多晶硅結(jié)構(gòu)50
硼磷氧化層55第一光致抗蝕劑層BI
第二光致抗蝕劑層B2第三光致抗蝕劑層B3
金屬派鍍層60第一金屬層61
第二金屬層具體實施方式
請參閱圖2A至圖2P，為本發(fā)明所提出的溝槽式蕭基二極管的制作方法，其較佳實施例的制作流程示意圖。如圖2A所示，首先先提供一半導(dǎo)體基板30;在此實施例中，該半導(dǎo)體基板30包含了有一高摻雜濃度(N+型)的硅基板31與一低摻雜濃度(N型)的外延層32此兩部分；而其中低摻雜濃度的外延層32形成于高摻雜濃度的硅基板31之上，且其低摻雜濃度的外延層32具有一定的厚度，以提供本發(fā)明后續(xù)所需的多溝槽結(jié)構(gòu)(Mult1-Trench)的蝕刻形成?！?br> 接著便于該半導(dǎo)體基板30的表面32a上，也就是對其中的低摻雜濃度的外延層32所在的表面32a,先進(jìn)行一熱氧化(Thermal Oxidation)制作工藝,而在該半導(dǎo)體基板30的表面32a上形成一第一氧化層41。
如圖2B所示，再在該第一氧化層41上形成定義有一第一光致抗蝕劑圖案的一第一光致抗蝕劑層BI，用以使該第一氧化層41蝕刻出該第一光致抗蝕劑圖案；因而根據(jù)所述的該第一光致抗蝕劑圖案對該第一氧化層41進(jìn)行蝕刻，使得該第一光致抗蝕劑圖案能轉(zhuǎn)移至該第一氧化層41上。而在此實施例中，所述的該第一光致抗蝕劑圖案和后續(xù)待形成的多溝槽結(jié)構(gòu)(Mult1-Trench)的樣式相對應(yīng)。因此如圖2C中所示，蝕刻后的該第一氧化層41便能成為用以提供蝕刻出溝槽的硬掩模(Hard Mask)。在此實施例中，采用的干式蝕刻法蝕刻該第一氧化層41形成所述的該硬掩模。之后，除去完成蝕刻后的該第一光致抗蝕劑層BI，而呈現(xiàn)出如圖2D所示的結(jié)果。
接著，如圖2E所示，便根據(jù)該第一氧化層41上的圖案對該半導(dǎo)體基板30進(jìn)行溝槽的蝕刻(Trench Etching),以在該半導(dǎo)體基板30中形成本發(fā)明的一多溝槽結(jié)構(gòu),其包括一寬溝槽結(jié)構(gòu)43以及多個窄溝槽結(jié)構(gòu)45。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在半導(dǎo)體基板的第一側(cè)(例如右側(cè))形成寬溝槽結(jié)構(gòu)43，此區(qū)域?qū)⑿纬蓽喜凼绞捇O管的防護(hù)環(huán)區(qū)域(guardring area);而在半導(dǎo)體基板的第二側(cè)(例如左側(cè))形成多個窄溝槽結(jié)構(gòu)45，此區(qū)域?qū)⑿纬蓽喜凼绞捇O管的元件區(qū)域(device area)。
而當(dāng)該多溝槽結(jié)構(gòu)形成了之后，便是接著對其包含有底部與側(cè)壁的表面進(jìn)行一粗糙度的修飾(Trench Rounding),以使其表面因前述的蝕刻過程所產(chǎn)生的粗糙邊角能加以去除，而讓后續(xù)的相關(guān)氧化層的形成有較佳的環(huán)境。
在此一步驟中，其修飾的處理包含有幾個程序。其一為先對該多溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行其表面向下厚度約達(dá)數(shù)百個A大小的干式蝕刻，使得此一較薄的蝕刻處理能修飾其表面 ’另一方面則是接著前述處理后，在該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面(包含了其底部與側(cè)壁)上形成一犧牲氧化層(Sacrificial 0xide)46。此犧牲氧化層46其厚度不大,也就是通過其形成之后便接著加以除去的過程，來達(dá)到修飾該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面的目的。而圖2F中所示的，為修飾過程中所形成犧牲氧化層46的示意。
接著，再次將該犧牲氧化層46加以除去，并再在該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上，也就是包含了于其底部與側(cè)壁上，形成如圖2G中所示的一柵極氧化層(Gate Oxide)47。而在此實施例中，該柵極氧化層47的形成能凸出于前述的該半導(dǎo)體基板30的表面32a的高度，也就是說，該多溝槽結(jié)構(gòu)上的該柵極氧化層47能和所述的該第一氧化層41的部分側(cè)面相接觸。
承上所述，當(dāng)該柵極氧化層47在該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成之后，便接著于該柵極氧化層47上與該第一氧化層41上形成如圖2H中所示的一多晶硅結(jié)構(gòu)50。在此實施例中，該多晶娃結(jié)構(gòu)50以一化學(xué)氣相沉積(Chemical Vapor Deposition,簡稱為CVD)制作工藝的方式于該柵極氧化層47上與該該第一氧化層41上完成，使得該多晶硅結(jié)構(gòu)50能填滿該些窄溝槽結(jié)構(gòu)上的該柵極氧化層47中所呈現(xiàn)的空間外，還能從該第一氧化層41的頂面與其部分側(cè)面上加以整個覆蓋。
接著，便是將所形成的該多晶硅結(jié)構(gòu)50加以除去所不需要的部分。在此實施例中，所使用的除去方式為一回蝕刻(Etch Back)制作工藝，也就是仍以干式蝕刻的方式但不使用任何的光致抗蝕劑圖案，而是依所設(shè)定的時間來均勻地對該多晶硅結(jié)構(gòu)50進(jìn)行向下的蝕刻。其蝕刻的結(jié)果如圖21中所示。經(jīng)過蝕刻之后該寬溝槽結(jié)構(gòu)底部上部分的柵極氧化層47能夠加以露出，同時該第一氧化層41的頂面與其一部分的側(cè)面也能夠加以露出；而該第一氧化層41的另一部分的側(cè)面，則仍舊和該柵極氧化層47以及所剩下的該多晶硅結(jié)構(gòu)50相接觸。換句話說，該多晶硅結(jié)構(gòu)50仍填滿于該些窄溝槽結(jié)構(gòu)中的柵極氧化層47上，而該多晶硅結(jié)構(gòu)50僅覆蓋該寬溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及部分底部的柵極氧化層47。
接著，便是于該多晶娃結(jié)構(gòu)50上與該第一氧化層41上,先進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積(CVD)制作工藝，以形成如圖2J所示的一硼磷氧化層55 ;在此實施例中，該硼磷氧化層55以加入硼、磷雜質(zhì)的氧化物為材質(zhì)，以使其熔點能降低，因而在經(jīng)過加熱后(較佳方式加熱到約攝氏800度)，即可使得此種含硼、磷雜質(zhì)的氧化物具有較軟的易流動性質(zhì)。因此，進(jìn)而在進(jìn)行化學(xué)氣相沉積制作工藝時，對于如所述的該多晶硅結(jié)構(gòu)50與該第一氧化層41所呈現(xiàn)的凹陷不一的表面，便能有效地完成其硼磷氧化層55的覆蓋，以及形成其硼磷氧化層55表面的平坦外觀。
接著，如圖2K所示，便再于該硼磷氧化層55上形成定義有一第二光致抗蝕劑圖案的一第二光致抗蝕劑層B2，用以根據(jù)該第二光致抗蝕劑圖案來對該硼磷氧化層55及第一氧化層41進(jìn)行蝕刻；進(jìn)而再除去完成蝕刻后的該第二光致抗蝕劑層B2，而結(jié)果即如圖2L所示。在此一步驟中，利用該第二光致抗蝕劑層B2所采用的蝕刻方式為一接觸蝕刻(Contact Etching)制作工藝。
其中，此種接觸蝕刻制作工藝是針對未被該第二光致抗蝕劑層B2覆蓋的所有氧化層，包括了該第一氧化層41以及此處該硼磷氧化層55進(jìn)行全部的蝕刻；因此，使得該半導(dǎo)體基板30、該多晶硅結(jié)構(gòu)50和該柵極氧化層47的部分表面能加以露出，也就是露出如圖2L中所示的左側(cè)區(qū)域。
接著便是在該硼磷氧化層55、該半導(dǎo)體基板30、該多晶硅結(jié)構(gòu)50和該柵極氧化層47的部分表面上進(jìn)行一金屬派鍍(Metal Sputtering)制作工藝，以形成如圖2M中所示的第一金屬層61。接著,如圖2N中所不,于該第一金屬層61上再形成第二金屬層62,而第一金屬層61與第二金屬層62即為金屬派鍍層60。
在本發(fā)明的實施例中，該金屬濺鍍層60是由一第一金屬層61和一第二金屬層62這兩部分所構(gòu)成。而該第一金屬層61可采用一鈦金屬(Ti)的材質(zhì)；該第二金屬層62的采用為鋁、硅、銅(Al/Si/Cu)的合金。是故，該金屬濺鍍層60(即其中的第一金屬層61)與該半導(dǎo)體基板30 (即其中的低摻雜濃度(N型)的外延層32)的表面32a相接觸時，便能形成所謂的一蕭基接面或蕭基能障(Schottky Barrier)。此外,在此實施例中，于此一步驟后還可包含進(jìn)行一,決速熱制作工藝(Rapid Thermal Processing,簡稱為RTP),如此便可有效地修正該金屬濺鍍制作工藝的結(jié)果。
承上所述，如圖20所示，便是再于該金屬濺鍍層60上形成定義有一第三光致抗蝕劑圖案的一第三光致抗蝕劑層B3，用以根據(jù)該第三光致抗蝕劑圖案來對部分的該金屬濺鍍層60，也就是針對如圖20中所示的右側(cè)區(qū)域進(jìn)行蝕刻；進(jìn)而再除去完成蝕刻后的該第三光致抗蝕劑層B3，而成為如圖2P中所示的結(jié)構(gòu)。
在此步驟中，利用該第三光致抗蝕劑層B3所采用的蝕刻方式為一金屬蝕刻(Metal Etching)制作工藝,從而能在該第三光致抗蝕劑圖案下,對包含了該第一金屬層61與該第二金屬層62的該金屬濺鍍層60進(jìn)行蝕刻，以將所述的該硼磷氧化層55位于其晶片右側(cè)區(qū)域的部分表面加以露出。此外，在此實施例中，于此一步驟后還可包含進(jìn)行一熱融合(Sintering)制作工藝，以加強(qiáng)該金屬濺鍍層60于該硼磷氧化層55上與該半導(dǎo)體基板30、該多晶硅結(jié)構(gòu)50和該柵極氧化層47的部分表面上的密合。最后，進(jìn)行一晶片允收測試(Wafer Acceptance Test,簡稱為WAT),來對完成所有制作工藝后的晶片進(jìn)行結(jié)構(gòu)的電性測試。
所以，圖2P中所示即為本發(fā)明完成的結(jié)構(gòu)，便為利用本發(fā)明所提出的溝槽式蕭基二極管制作方法，所完成的一溝槽式蕭基二極管。由該圖所示可知，其結(jié)構(gòu)包含有:一半導(dǎo)體基板30、一第一氧化層41、一柵極氧化層47、一多晶娃結(jié)構(gòu)50、一硼磷氧化層55 (第二氧化層)以及一金屬濺鍍層60。其中該半導(dǎo)體基板30內(nèi)部具有一多溝槽結(jié)構(gòu)，包括第一側(cè)的一寬溝槽結(jié)構(gòu)以及第二側(cè)的多個窄溝槽結(jié)構(gòu)；而所示的該第一氧化層41則形成于和該半導(dǎo)體基板30該寬溝槽結(jié)構(gòu)相鄰的表面32a上；而該柵極氧化層47則以凸出于該半導(dǎo)體基板30的表面32a的方式,形成于該溝槽結(jié)構(gòu)的表面上；同樣的，該多晶娃結(jié)構(gòu)50也以凸出于該半導(dǎo)體基板30的表面32a的方式，形成于窄溝槽結(jié)構(gòu)中該柵極氧化層47上以及覆蓋該寬溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及部分底部的柵極氧化層47。而該硼磷氧化層55 (第二氧化層)形成于該第一氧化層41上與部分的該多晶娃結(jié)構(gòu)50上；而包含該第一金屬層61和該第二金屬層62的該金屬濺鍍層60，則便形成于該硼磷氧化層55 (第二氧化層)、該半導(dǎo)體基板30、該多晶硅結(jié)構(gòu)50和該柵極氧化層47的部分表面上，且該硼磷氧化層55 (第二氧化層)部分位于其晶片右側(cè)區(qū)域的表面呈現(xiàn)為露出。
綜上所述，利用本發(fā)明所述的制作方法所完成的溝槽式蕭基二極管的結(jié)構(gòu)，其第一側(cè)(I)形成溝槽式蕭基二極管的防護(hù)環(huán)區(qū)域(guard ring area);而第二側(cè)(II)形成形成溝槽式蕭基二極管的元件區(qū)域(device area)。
換句話說，其結(jié)構(gòu)于第一側(cè)(I)的區(qū)域可成為有效阻絕電流的一種防護(hù)環(huán)(guardring)結(jié)構(gòu)，使其漏電流的現(xiàn)象得以有效改善。而在本發(fā)明中，所述的多晶硅結(jié)構(gòu)50和柵極氧化層47的樣式凸出于其半導(dǎo)體基板30的表面32a，使得和所覆蓋于其上的金屬濺鍍層60之間便能加強(qiáng)其彼此的結(jié)合程度，使產(chǎn)品的可靠度測試結(jié)果較現(xiàn)有的溝槽式蕭基二極管結(jié)構(gòu)更為優(yōu)異。其次，經(jīng)由相關(guān)技術(shù)的電性測試后，本發(fā)明所提出的溝槽式蕭基二極管具有較低的反向電壓漏電流、較低的正向偏置電壓(Vf)、較高的反向耐電壓值以及較短的反向回復(fù)時間(tKK)等特性。如此一來，本發(fā)明所提出的溝槽式蕭基二極管及其制作方法，便能有效地解決如先前技術(shù)中所述的相關(guān)缺失，進(jìn)而成功地達(dá)成了本案發(fā)展的主要目的。
綜上所述，雖然結(jié)合以上較佳實施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動與潤飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種溝槽式蕭基二極管制作方法，該方法包含下列步驟: 提供一半導(dǎo)體基板； 在該半導(dǎo)體基板上形成一第一氧化層； 根據(jù)該第一氧化層對該半導(dǎo)體基板進(jìn)行蝕刻，以于該半導(dǎo)體基板中形成一多溝槽結(jié)構(gòu)，其中該多溝槽結(jié)構(gòu)包括一寬溝槽結(jié)構(gòu)形成于該半導(dǎo)體基板的一第一側(cè)，以及多個窄溝槽結(jié)構(gòu)形成于該半導(dǎo)體基板的一第二側(cè)； 在該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成一柵極氧化層； 在該柵極氧化層上與該第一氧化層上形成一多晶硅結(jié)構(gòu)； 對該多晶硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以露出該第一氧化層的頂面與部分側(cè)面以及該寬溝槽結(jié)構(gòu)底部的部分該柵極氧化層； 形成一第二氧化層覆蓋于該多晶硅結(jié)構(gòu)上與該第一氧化層上，并以光刻及蝕刻制作工藝將該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面加以露出； 在該第二氧化層上與該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上形成一金屬濺鍍層；以及 對該金屬濺鍍層進(jìn)行蝕刻，以將該第二氧化層的部分表面加以露出。
2.如權(quán)利要求1所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中該半導(dǎo)體基板包含一高摻雜濃度(N+型)的硅基板與一低摻雜濃度(N型)的外延層。
3.如權(quán)利要求1所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中形成該第一氧化層包含下列步驟: 進(jìn)行一熱氧化制作工藝，而于該半導(dǎo)體基板的表面上形成一第一氧化層； 在該第一氧化層上形成一第一光致抗蝕劑層，且定義該第一光致抗蝕劑層具有一第一光致抗蝕劑圖案； 根據(jù)該第一光致抗蝕劑圖案對該第一氧化層進(jìn)行蝕刻，以將該第一光致抗蝕劑圖案轉(zhuǎn)移至該第一氧化層上而形成一蝕刻硬掩模層；以及除去蝕刻后的該第一光致抗蝕劑層。
4.如權(quán)利要求3所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中該第一光致抗蝕劑圖案和該多溝槽結(jié)構(gòu)的樣式相對應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中形成該柵極氧化層包含下列步驟: 對該多溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以將該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行修飾； 在該多溝槽結(jié)構(gòu) 的表面上形成一犧牲氧化層；以及 除去該犧牲氧化層，并再于該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成該柵極氧化層。
6.如權(quán)利要求1所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中該多晶硅結(jié)構(gòu)以一化學(xué)氣相沉積制作工藝于該柵極氧化層上與該第一氧化層上完成。
7.如權(quán)利要求1所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中形成該第二氧化層包含下列步驟: 進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積制作工藝，而于該多晶娃結(jié)構(gòu)上與該第一氧化層上形成一硼磷氧化層，該硼磷氧化層即為該第二氧化層； 在該硼磷氧化層上形成一第二光致抗蝕劑層，且定義該第二光致抗蝕劑層具有一第二光致抗蝕劑圖案； 根據(jù)該第二光致抗蝕劑圖案對該硼磷氧化層及該第一氧化層進(jìn)行一接觸蝕刻制作工藝后留下部分該硼磷氧化層，而將該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面加以露出；以及 除去蝕刻后的該第二光致抗蝕劑層。
8.如權(quán)利要求1所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中形成該金屬濺鍍層包含下列步驟: 在該第二氧化層、該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上進(jìn)行一金屬濺鍍制作工藝，以形成一第一金屬層；以及 在該第一金屬層上進(jìn)行該金屬濺鍍制作工藝，以形成一第二金屬層，而該第一金屬層與該第二金屬層構(gòu)成為該金屬濺鍍層。
9.如權(quán)利要求8所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中該第一金屬層以一鈦金屬而完成，而該第二金屬層為鋁、硅、銅的合金。
10.如權(quán)利要求8所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中該方法包含下列步驟:進(jìn)行一快速熱制作工藝，以修正該金屬濺鍍制作工藝的結(jié)果。
11.如權(quán)利要求1所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中該方法包含下列步驟: 在該金屬濺鍍層上形成一第三光致抗蝕劑層，且定義該第三光致抗蝕劑層具有一第三光致抗蝕劑圖案； 根據(jù)該第三光致抗蝕劑圖案對部分的該金屬濺鍍層進(jìn)行一金屬蝕刻制作工藝，以將該第二氧化層的部分表面加以露出；以及 除去蝕刻后的該第三光致抗蝕劑層。
12.如權(quán)利要求1所述的溝槽式蕭基二極管制作方法，其中該方法包含下列步驟:進(jìn)行一熱融合制作工藝，以加強(qiáng)該金屬濺鍍層于該第二氧化層上與該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上的密合。
13.一種溝槽式蕭基二極管，包含有: 半導(dǎo)體基板，其內(nèi)部具有多個溝槽結(jié)構(gòu)，其中該些多溝槽結(jié)構(gòu)包括一寬溝槽結(jié)構(gòu)形成于該半導(dǎo)體基板的一第一側(cè)，以及多個窄溝槽結(jié)構(gòu)形成于該半導(dǎo)體基板的一第二側(cè)； 第一氧化層，形成于該半導(dǎo)體基板的表面上該寬溝槽結(jié)構(gòu)的二側(cè)； 柵極氧化層，形成于該些溝槽結(jié)構(gòu)的表面上，該柵極氧化層并凸出于該半導(dǎo)體基板的表面； 多晶硅結(jié)構(gòu)，形成于該些窄溝槽結(jié)構(gòu)的該柵極氧化層上以及該寬溝槽結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以及部分底部的該柵極氧化層上，該多晶硅結(jié)構(gòu)并凸出于該半導(dǎo)體基板的表面； 第二氧化層，形成于該第一氧化層上與部分的該多晶硅結(jié)構(gòu)以及部分的該柵極氧化層上；以及 金屬濺鍍層，形成于該第二氧化層、該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上。
14.如權(quán)利要求13所述的溝槽式蕭基二極管，其中該半導(dǎo)體基板包含一高摻雜濃度(N+型)的硅基板與一低摻雜濃度(N型)的外延層。
15.如權(quán)利要求13所述的溝槽式蕭基二極管，其中該第一氧化層的形成，為先在該半導(dǎo)體基板的表面上進(jìn)行一熱氧化制作工藝以形成一熱氧化層，并再對該熱氧化層進(jìn)行蝕刻而產(chǎn)生該硬掩模層。
16.如權(quán)利要求13所述的溝槽式蕭基二極管，其中該柵極氧化層的形成，為先對該多溝槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以在該多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成一犧牲氧化層，并于除去該犧牲氧化層后再加以形成。
17.如權(quán)利要求13所述的溝槽式蕭基二極管，其中該多晶硅結(jié)構(gòu)的形成，是在該柵極氧化層上進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積制作工藝與對應(yīng)的蝕刻而產(chǎn)生。
18.如權(quán)利要求13所述的溝槽式蕭基二極管，其中該第二氧化層的形成，為先在該多晶硅結(jié)構(gòu)上與該第一氧化層上進(jìn)行一化學(xué)氣相沉積制作工藝以形成一硼磷氧化層，并再對該硼磷氧化層進(jìn)行一接觸蝕刻制作工藝而產(chǎn)生該第二氧化層。
19.如權(quán)利要求13所述的溝槽式蕭基二極管，其中該金屬濺鍍層包含有: 第一金屬層，形成于該第二氧化層、該半導(dǎo)體基板、該多晶硅結(jié)構(gòu)和該柵極氧化層的部分表面上；以及 第二金屬層，形成于該第一金屬層上； 其中該第一金屬 層以一鈦金屬而完成，而該第二金屬層為招、娃、銅的合金。
全文摘要
本發(fā)明公開一種溝槽式蕭基二極管及其制作方法。該方法包含提供半導(dǎo)體基板；在該半導(dǎo)體基板上形成第一氧化層；根據(jù)第一氧化層對半導(dǎo)體基板進(jìn)行蝕刻，以在半導(dǎo)體基板中形成多溝槽結(jié)構(gòu)；在多溝槽結(jié)構(gòu)的表面上形成柵極氧化層；在柵極氧化層上與第一氧化層上形成多晶硅結(jié)構(gòu)；對多晶硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，以將第一氧化層的頂面與部分側(cè)面加以露出；形成第二氧化層覆蓋于多晶硅結(jié)構(gòu)上與第一氧化層上，并以光刻及蝕刻制作工藝將半導(dǎo)體基板、多晶硅結(jié)構(gòu)和柵極氧化層的部分表面加以露出；在第二氧化層上與半導(dǎo)體基板、多晶硅結(jié)構(gòu)和柵極氧化層的部分表面上形成金屬濺鍍層；及對金屬濺鍍層進(jìn)行蝕刻，以將第二氧化層的部分表面加以露出。
文檔編號H01L29/872GK103151261SQ20121000179
公開日2013年6月12日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者陳自雄 申請人:陳自雄