肖特基勢壘制作方法及肖特基勢壘的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種肖特基勢壘制作方法，該方法包括如下步驟a.在硅片上形成低勢壘金屬層；b.在低勢壘金屬層上形成包覆所述低勢壘金屬層的電極金屬層，形成硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)；c.對所述硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)進行熱處理。本發(fā)明還公開了一種肖特基勢壘。根據(jù)本發(fā)明的肖特基勢壘制作方法和肖特基勢壘利用外部的電極金屬層對內(nèi)部的低勢壘金屬層形成保護，防止低勢壘金屬層氧化而引起勢壘參數(shù)不穩(wěn)定的問題。另外，形成勢壘的同時，電極金屬層也同時形成，制作肖特基產(chǎn)品時不需要后續(xù)進行正面電極金屬淀積處理。
【專利說明】肖特基勢壘制作方法及肖特基勢壘

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬-半導(dǎo)體結(jié)，尤其涉及一種肖特基勢壘制作方法和肖特基勢壘。

【背景技術(shù)】
[0002]肖特基勢壘二極管又稱熱載流子二極管。是利用金屬與半導(dǎo)體接觸形成的金屬一半導(dǎo)體結(jié)原理制作的。通常用蒸鍍、濺射、電鍍等方法在潔凈的半導(dǎo)體表面上淀積一層純金屬膜，形成面接觸肖特基結(jié)。勢壘結(jié)構(gòu)的形成是制造肖特基產(chǎn)品的關(guān)鍵步驟。肖特基勢壘二極管的制作中為了獲得具有低正向?qū)妷旱男ぬ鼗O管，一般采用低勢壘的Ti做勢壘金屬，在硅片上形成T1-Si勢壘層。目前一般通過蒸鍍的方法在硅片上蒸鍍金屬Ti，為了勢壘結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定，使接觸良好、減小接觸電阻，須在蒸鍍Ti金屬層后進行適當(dāng)熱處理。但Ti容易氧化，這使得熱處理步驟的難度大，制作出的Ti勢壘產(chǎn)品的參數(shù)控制不穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種肖特基勢壘制作方法，可以解決上述勢壘金屬容易氧化、造成熱處理步驟難度大或勢壘參數(shù)控制不穩(wěn)定的問題。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種肖特基勢壘制作方法，包括如下步驟a.在硅片上形成低勢壘金屬層；b.在低勢壘金屬層上形成包覆所述低勢壘金屬層的電極金屬層，形成硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)；c.對所述硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)進行熱處理。
[0005]本發(fā)明肖特基勢壘制作方法通過先蒸鍍低勢壘金屬層，后蒸鍍電極金屬層，使電極金屬層覆蓋在低勢壘金屬層外，進行熱處理時，利用外部的電極金屬層對內(nèi)部的低勢壘金屬層形成保護，防止低勢壘金屬層氧化而引起勢壘參數(shù)不穩(wěn)定的問題。另外，形成勢壘的同時，電極金屬層也同時形成，制作肖特基產(chǎn)品時不需要后續(xù)進行正面電極金屬淀積的步驟。
[0006]在一些實施方式中，所述低勢魚金屬層為Ti金屬層。
[0007]在一些實施方式中，所述電極金屬層為Ag金屬層或Al金屬層。電極金屬層能夠防止低勢壘金屬層氧化。
[0008]在一些實施方式中，在所述步驟a、b中，分別采用真空蒸鍍法形成所述低勢壘金屬層和所述電極金屬層。使得形成的金屬層厚度均勻，性質(zhì)穩(wěn)定。
[0009]在一些實施方式中，在所述步驟c中，在H2和N2的氣氛內(nèi)進行熱處理，所述熱處理的溫度為400攝氏度，熱處理時間為30分鐘。使熱處理后的S1-Ti勢壘結(jié)構(gòu)接觸良好、減小接觸電阻，長期穩(wěn)定。
[0010]在一些實施方式中，在所述步驟a之前還包括對所述硅片進行清洗的步驟，防止雜質(zhì)對后續(xù)步驟產(chǎn)生不良影響。
[0011]在一些實施方式中，所述對所述硅片進行清洗的步驟包括:采用H2SO4 =H2O2體積比為5:1的清洗液清洗硅片10分鐘；用HF = H2O體積比為10:1的清洗液清洗硅片30秒；沖水，甩干。由此，可以將硅片表面清潔干凈，不會對后續(xù)步驟產(chǎn)生影響，使所得的勢壘結(jié)構(gòu)參數(shù)穩(wěn)定。
[0012]采用本發(fā)明的方法制得的勢壘正向?qū)▔航礦F = 0.46V±0.02V，整片良率均能達到90%以上，明顯高于采用現(xiàn)有技術(shù)方法只用Ti金屬的75%的整片良率。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的了另一方面，提供了一種肖特基勢壘，包括硅片、低勢壘金屬層及電極金屬層，所述低勢壘金屬層蒸鍍在所述硅片上，所述電極金屬層蒸鍍在所述低勢壘金屬層上并包覆所述低勢壘金屬層。利用外部的電極金屬層對內(nèi)部的低勢壘金屬層形成保護，防止對勢壘的熱處理過程中低勢壘金屬層被氧化而引起勢壘參數(shù)不穩(wěn)定的問題。形成勢壘的同時，電極金屬層也同時形成，制作肖特基產(chǎn)品時不需要后續(xù)進行正面電極金屬淀積的步驟。
[0014]在一些實施方式中，低勢壘金屬層為Ti金屬層。
[0015]在一些實施方式中，所述Ti金屬層的厚度為200納米。該厚度的Ti金屬層性質(zhì)穩(wěn)定，勢壘不容易有缺陷，同時又不浪費金屬。
[0016]在一些實施方式中，電極金屬層為Ag金屬層或Al金屬層。
[0017]在一些實施方式中，所述Ag金屬層或Al金屬層的厚度為3微米。該厚度的Ag金屬層可靠性好，既能起到保護下面勢壘層的作用，產(chǎn)品可靠性好，又不浪費金屬。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為跟據(jù)本發(fā)明一實施方式的流程框圖；
[0019]圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施方式的肖特基勢壘結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0020]圖1為跟據(jù)本發(fā)明一實施方式的流程框圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明一實施方式的的肖特基勢壘結(jié)構(gòu)示意圖。下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的方法，如圖所示，本發(fā)明的肖特基勢壘制作方法包括如下步驟:
[0021]a.在硅片I上形成低勢壘金屬層2 ；
[0022]b.在低勢壘金屬層2上形成包覆所述低勢壘金屬層2的電極金屬層3，形成硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)；
[0023]c.對所述硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)進行熱處理。
[0024]實施例中采用的低勢壘金屬是Ti，采用的外層電極金屬是Ag，采用真空蒸鍍方法形成Ti金屬層和Ag金屬層。下面以S1-T1-Ag的組合為例具體說明本發(fā)明的肖特基勢壘制作方法。本發(fā)明的方法可以采用美國CHA公司的MARK50型蒸發(fā)臺。
[0025]首先，準(zhǔn)備好待處理的硅片1，采用H2SO4 =H2O2體積比為5:1的清洗液清洗硅片I十分鐘，用水沖洗；然后用HF = H2O體積比為10:1的清洗液清洗硅片1，清洗時間為30秒；最后用水沖洗硅片1，將殘留在硅片I上的清洗液沖洗干凈后，將硅片I甩干。
[0026]然后，將上述步驟中清洗好的硅片I放入蒸發(fā)臺。
[0027]a.在硅片I蒸鍍Ti金屬層，其中Ti金屬層的厚度為200納米，該厚度的Ti金屬層金屬穩(wěn)定，勢壘不容易有缺陷，同時又不浪費金屬。在硅片I上蒸鍍Ti金屬層的速率為
5埃/秒。
[0028]b.在Ti金屬層上蒸鍍Ag金屬層,Ag金屬層包覆Ti金屬層。Ag金屬層的厚度為3微米，形成硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)，即S1-T1-Ag多層結(jié)構(gòu)。在Ti金屬層上蒸鍍Ag金屬層的速率為20埃/秒。該厚度的Ag金屬層可靠性好，既能起到保護下面勢壘層的作用，產(chǎn)品可靠性好，也不會因為太厚而浪費金屬。
[0029]c.熱處理:將由上述步驟得到的S1-T1-Ag多層結(jié)構(gòu)在H2和N2氣氛中進行熱處理，其中4和隊的體積比為1:5，熱處理壓力為常壓，熱處理溫度為400攝氏度，時間為30分鐘。
[0030]由上述方法制得的S1-Ti勢壘正向?qū)▔航翟赩F = 0.46V，整片良率達到90%，明顯高于采用現(xiàn)有技術(shù)方法只用Ti金屬的75%的整片良率。
[0031]在其它的實施例中Ti金屬層的厚度可以為200±20納米內(nèi)的其它值。超過上述范圍最高值會造成金屬浪費，低于上述范圍最低值勢壘金屬層不穩(wěn)定，勢壘容易有缺陷。
[0032]根據(jù)封裝形式的不同，外層電極金屬也可以為Al，采用本發(fā)明的方法同樣能得到性質(zhì)穩(wěn)定的Ti勢壘。
[0033]以上所述的僅是本發(fā)明的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.肖特基勢壘制作方法，其特征在于，包括如下步驟: a.在硅片上形成低勢壘金屬層； b.在低勢壘金屬層上形成包覆所述低勢壘金屬層的電極金屬層，形成硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)； c.對所述硅片-低勢壘金屬-電極金屬層結(jié)構(gòu)進行熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基勢壘制作方法，其特征在于，所述低勢壘金屬層為Ti金屬層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基勢壘制作方法，其特征在于，所述電極金屬層為Ag金屬層或Al金屬層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基勢壘制作方法，其特征在于，在所述步驟a、b中，分別采用真空蒸鍍法形成所述低勢壘金屬層和所述電極金屬層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基勢壘制作方法，其特征在于，在所述步驟c中，在H2和N2的氣氛內(nèi)進行熱處理，所述熱處理的溫度為400攝氏度，熱處理時間為30分鐘。
6.一種肖特基勢壘，其特征在于，包括硅片、低勢壘金屬層及電極金屬層，所述低勢壘金屬層蒸鍍在所述硅片上，所述電極金屬層蒸鍍在所述低勢壘金屬層上并包覆所述低勢壘金屬層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的肖特基勢壘，其特征在于，低勢壘金屬層為Ti金屬層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的肖特基勢壘，其特征在于，所述Ti金屬層的厚度為200納米。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的肖特基勢壘，其特征在于，所述電極金屬層為Ag金屬層或Al金屬層。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的肖特基勢壘，其特征在于，所述Ag金屬層或Al金屬層的厚度為3微米。
【文檔編號】H01L29/41GK104392918SQ201410758156
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】姜 碩, 唐冬 申請人:中國電子科技集團公司第四十七研究所