具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管的制作方法
【專利摘要】具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管屬于分立半導(dǎo)體器件【技術(shù)領(lǐng)域】?，F(xiàn)有技術(shù)普遍使用Cr作為肖特基勢壘二極管的材料勢壘，然而，Cr的功函數(shù)較低，導(dǎo)致器件IR參數(shù)能力較弱。雖然Pt的功函數(shù)較高，但是價格昂貴。而采用CrNi合金取代Cr所獲得的IR參數(shù)不穩(wěn)定。本發(fā)明之具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管其特征在于，與N型硅半導(dǎo)體材料形成肖特基勢壘層的金屬材料為CrCu合金，Cu在CrCu合金中的質(zhì)量百分含量為0.5～0.35%。本發(fā)明其技術(shù)效果在于，使得肖特基勢壘二極管的IR的值能夠降低30%以上，如從40μA降低到20μA，參數(shù)能力得到明顯改善。
【專利說明】具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管，屬于分立半導(dǎo)體器件【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]如附圖所示，肖特基勢壘二極管管芯結(jié)構(gòu)如下:N+襯底上側(cè)為N-外延層，下側(cè)為背面金屬層I ;N-外延層上側(cè)周邊分布環(huán)形氧化層2 ;在N-外延層上表層內(nèi)，與環(huán)形氧化層2內(nèi)圓對應(yīng)，分布P+擴(kuò)散保護(hù)環(huán)；正面金屬層3覆蓋N-外延層未被環(huán)形氧化層2遮掩部分及未被P+擴(kuò)散保護(hù)環(huán)占用部分的表面，并且正面金屬層3與環(huán)形氧化層2適當(dāng)搭接，形成搭接區(qū)；正面金屬層3與N-外延層之間的金屬-半導(dǎo)體界面為肖特基勢壘層4。肖特基勢壘是指具有整流特性的金屬-半導(dǎo)體接觸，是在金屬-半導(dǎo)體界面上形成的具有整流作用的區(qū)域。
[0003]肖特基勢壘二極管主要參數(shù)有Vk(反向擊穿電壓)、Ie (反向漏電流WPVf (正向壓降)，其中Ik參數(shù)又決定了 Tjmax (最高工作結(jié)溫)。提高Ik參數(shù)能力能夠明顯改善肖特基勢壘二極管性能。Ik參數(shù)能力包括參數(shù)大小及穩(wěn)定性。Ik參數(shù)能力決定于肖特基勢壘高度ΦΒη，而肖特基勢壘高度ΦΒη又與構(gòu)成肖特基勢壘層4的金屬材料功函數(shù)密切相關(guān)。雖然構(gòu)成肖特基勢壘層4的金屬材料，也就是正面金屬層3所用金屬材料有多種，如Cr、N1、Pt、Al、Ti等，但是，在該領(lǐng)域普遍使用的金屬材料為Cr，Cr材料勢壘是已被廣泛認(rèn)知，具有Cr材料勢壘的肖特基勢壘二極管為很多企業(yè)量產(chǎn)。不同金屬材料具有不同的功函數(shù)，Cr的功函數(shù)為4.5eV，相比之下該數(shù)值較低，導(dǎo)致勢壘高度ΦΒη較低，進(jìn)一步導(dǎo)致Ik參數(shù)能力較弱，具有由Cr與N型硅半導(dǎo)體材料形成的肖特基勢壘層4的肖特基勢壘二極管其Ik值大概在40 μ A左右，并不理想，參數(shù)能力較低，有待改善。雖然Pt的功函數(shù)高達(dá)5.65eV,但是，材料價格昂貴。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)雖然嘗試采用CrNi合金取代Cr，然而，所獲得的Ik參數(shù)不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了提高具有由Cr與N型硅半導(dǎo)體材料形成的肖特基勢壘層的肖特基勢壘二極管的Ik參數(shù)能力，我們發(fā)明了一種具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管。
[0006]本發(fā)明之具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管其特征在于，與N型硅半導(dǎo)體材料形成肖特基勢壘層4的金屬材料為CrCu合金，Cu在CrCu合金中的質(zhì)量百分含量為0.5?
0.35%。
[0007]本發(fā)明其技術(shù)效果在于，Cu的功函數(shù)為4.65eV，以0.5?0.35%的比率與Cr以合金的方式參與形成肖特基勢壘層4，使得具有這種勢壘層的肖特基勢壘二極管的Ik的值能夠降低30%，甚至更多，參數(shù)能力得到明顯改善，例如，當(dāng)所述CrCu合金Cu的含量為0.5%時，Ie的值大幅降低到20 μ Α,并且十分穩(wěn)定。另外，在CrCu合金中Cu的含量很低，這種合金靶材易于制作，材料成本和制作成本均較低，所以價格較低，適合用到肖特基勢壘二極管 管芯的批量生產(chǎn)中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖是具有由金屬與N型硅半導(dǎo)體形成的肖特基勢壘層的肖特基勢壘二極管管芯結(jié)構(gòu)示意圖，該圖同時作為摘要附圖。
【具體實施方式】
[0009]本發(fā)明具體方案如下。
[0010]與N型硅半導(dǎo)體材料形成肖特基勢壘層4的金屬材料為CrCu合金，Cu在CrCu合金中的質(zhì)量百分含量為0.5?0.35%。按照現(xiàn)有工藝即可完成這種肖特基勢壘層4的形成，例如，在淀積正面金屬層3時，在真空條件下以蒸發(fā)或者濺射的方式進(jìn)行，靶材為Cu的質(zhì)量百分比為0.5?0.35%的CrCu合金，正面金屬層3時淀積完畢，繼續(xù)在450?550°C溫度下持續(xù)保溫45?55min，完成CrCu合金與硅的合金化，在正面金屬層3與N-外延層接觸界面生成CrCuSi金屬娃化物,正式形成肖特基勢魚層4。合金化過程充氮氣保護(hù),避免Cr、Cu因高溫而被氧化。
【權(quán)利要求】
1.一種具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管，其特征在于，與N型硅半導(dǎo)體材料形成肖特基勢壘層(4)的金屬材料為CrCu合金，Cu在CrCu合金中的質(zhì)量百分含量為0.5?0.35%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有CrCu合金勢壘的肖特基勢壘二極管，其特征在于，所述肖特基勢壘層(4)的形成方法為，在淀積正面金屬層(3)時，在真空條件下以蒸發(fā)或者濺射的方式進(jìn)行，靶材為Cu的質(zhì)量百分比為0.5?0.35%的CrCu合金，正面金屬層(3)時淀積完畢，繼續(xù)在450?550°C溫度下持續(xù)保溫45?55min，完成CrCu合金與硅的合金化，在正面金屬層(3)與N-外延層接觸界面生成CrCuSi金屬硅化物，合金化過程充氮氣保護(hù)，正式形成肖特基勢壘層(4)。
【文檔編號】H01L29/47GK103943687SQ201410114248
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月24日
【發(fā)明者】劉彥濤, 王斌, 黃福成, 田振興 申請人:吉林麥吉柯半導(dǎo)體有限公司