本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片制作工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種肖特基二極管及制作方法。

背景技術(shù)：

功率二極管是電路系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，廣泛適用于在高頻逆變器、數(shù)碼產(chǎn)品、發(fā)電機(jī)、電視機(jī)等民用產(chǎn)品和衛(wèi)星接收裝置、導(dǎo)彈及飛機(jī)等各種先進(jìn)武器控制系統(tǒng)和儀器儀表設(shè)備的軍用場合。功率二極管向著兩個(gè)重要方向拓展：(1)向幾千萬乃至上萬安培發(fā)展，可應(yīng)用于高溫電弧風(fēng)洞、電阻焊機(jī)等場合；(2)反向恢復(fù)時(shí)間越來越短，呈現(xiàn)向超快、超軟、超耐用方向發(fā)展，使自身不僅用于整流場合，在各種開關(guān)電路中有著不同作用。為了滿足低功耗、高頻、高溫、小型化等應(yīng)用要求，對其的耐壓、導(dǎo)通電阻、開啟壓降、反向恢復(fù)特性、高溫特性等要求越來越高。

通常應(yīng)用的有普通整流二極管、肖特基二極管、PIN二極管等。它們相互比較各有特點(diǎn)，其中肖特基整流管具有較低的通態(tài)壓降，較大的漏電流，反向恢復(fù)時(shí)間幾乎為零。應(yīng)用非常廣泛。

目前肖特基二極管主要有橫向肖特基二極管和縱向肖特基二極管兩種做法。其中橫向肖特基二極管可以提供較高的擊穿電壓，低的漏電流，但對于面積的浪費(fèi)是不可避免的，同時(shí)由于引入了PN結(jié)，因此正向?qū)▔航灯?。而縱向肖特基二極管(溝槽型)由于具有低的正向?qū)▔航担叩墓苄久娣e利用率，受到越來越大的關(guān)注。但由于縱向肖特基二極管由于采用了溝槽結(jié)構(gòu)，擊穿電壓很難做高，因此限制了器件的發(fā)展。

由于溝槽結(jié)構(gòu)從下至上，柵氧兩側(cè)的壓降越來越低，也就是說，沿兩個(gè)溝槽中線方向的電場是不平衡的，這就極易造成柵氧兩側(cè)耗盡層形貌不對稱，局部電場過高，尤其溝槽底部這種電場集中的部位提前擊穿，器件失效的后果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了使得肖特基二極管中兩個(gè)溝槽中線位置處電場均勻，并且使得溝槽底部及側(cè)壁不會(huì)提前擊穿，提高肖特基二極管的耐壓性能，本發(fā)明提供了一種肖特基二極管及制作方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種肖特基二極管的制作方法，該制作方法包括：

制成N型重?fù)诫s襯底；

在所述N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)上依次制作M層摻雜濃度不同的N型外延層，其中，與所述N型重?fù)诫s襯底相接觸的為第一個(gè)N型外延層，距離所述N型重?fù)诫s襯底最遠(yuǎn)的為第M個(gè)N型外延層，所述第一個(gè)N型外延層至第M－1個(gè)N型外延層的摻雜濃度依次增大，所述第M個(gè)N型外延層的摻雜濃度低于或等于所述第一個(gè)N型外延層的摻雜濃度，M為大于等于3的正整數(shù)；

在N型外延層的基礎(chǔ)上依次制作多晶硅層、接觸層和金屬層。

可選的，所述N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)上依次制作五層摻雜濃度不同的N型外延層，其中，所述第一個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹²～9×10¹²離子所得到的摻雜濃度，第二個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹³～9×10¹³離子所得到的摻雜濃度，第三個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹⁴～9×10¹⁴離子所得到的摻雜濃度，第四個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹⁵～9×10¹⁵離子所得到的摻雜濃度，第五個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹²～9×10¹²離子所得到的摻雜濃度。

可選的，所述第二個(gè)N型外延層、所述第三個(gè)N型外延層和所述第四個(gè)N型外延層的厚度范圍均為0.5um～2um，所述第五個(gè)N型外延層的厚度范圍為0.5um～1um。

可選的，其特征在于，在N型外延層的基礎(chǔ)上制作多晶硅層的具體步驟為：對所述第M個(gè)N型外延層做溝槽刻蝕處理，形成溝槽，所述溝槽的底部延伸至所述第一個(gè)N型外延層內(nèi)，其中，所述溝槽的底部延伸至所述第一個(gè)N型外延層內(nèi)的深度范圍為1um～5um；在所述第M個(gè)N型外延層的表面和所述溝槽的表面形成柵極氧化層，所述柵極氧化層的厚度為在所述柵極氧化 層上沉淀一層多晶硅并在所述溝槽內(nèi)填滿多晶硅，所述柵極氧化層上的多晶硅的厚度為所述溝槽寬度的一倍；做多晶硅淀積及回刻處理，形成多晶硅層。

可選的，在N型外延層的基礎(chǔ)上制作接觸層的具體步驟為：在所述第M個(gè)N型外延層上淀積氧化物介質(zhì)層，其中，所述氧化物介質(zhì)層的厚度為對所述氧化物介質(zhì)層進(jìn)行光刻和刻蝕處理，形成接觸層。

可選的，在N型外延層的基礎(chǔ)上制作金屬層的具體步驟為：在所述接觸層上制作表面金屬；對所述表面金屬進(jìn)行金屬層刻蝕，得到金屬層。

依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種肖特基二極管，包括：

N型重?fù)诫s襯底；

位于所述N型重?fù)诫s襯底一側(cè)的M層摻雜濃度不同的N型外延層，其中，與所述N型重?fù)诫s襯底相接觸的為第一個(gè)N型外延層，距離所述N型重?fù)诫s襯底最遠(yuǎn)的為第M個(gè)N型外延層，所述第一個(gè)N型外延層至第M－1個(gè)N型外延層的摻雜濃度依次增大，所述第M個(gè)N型外延層的摻雜濃度低于或等于所述第一個(gè)N型外延層的摻雜濃度，M為大于等于3的正整數(shù)；

溝槽，所述溝槽由所述第M個(gè)N型外延層延伸至所述第一個(gè)N型外延層內(nèi)；

多晶硅層，形成在所述溝槽的內(nèi)部；

柵極氧化層，形成在所述溝槽的內(nèi)部且填充在所述多晶硅層和所述N型外延層之間；

接觸層，位于所述第M個(gè)N型外延層上，且形成第一構(gòu)形圖形；

氧化物介質(zhì)層，位于所述第M個(gè)N型外延層上，且形成第二構(gòu)形圖形；

金屬層，位于所述第M個(gè)N型外延層上，填充在所述第一構(gòu)形圖形和所述第二構(gòu)形圖形之間的空間，且所述金屬層覆蓋在所述溝槽的上方。

可選的，所述N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)上依次制作五層摻雜濃度不同的N型外延層，其中，所述第一個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹²～9×10¹²離子所得到的摻雜濃度，第二個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹³～9×10¹³離子所得到的摻雜濃度，第三個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹⁴～9×10¹⁴離子所得到的摻雜濃度，第四個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹⁵～9×10¹⁵離子所得到的摻雜濃度，第五個(gè)N型外延層的摻雜濃度為注入10¹²～9×10¹²離子所得到的摻雜濃度。

可選的，所述第二個(gè)N型外延層、所述第三個(gè)N型外延層和所述第四個(gè)N型外延層的厚度范圍均為0.5um～2um，所述第五個(gè)N型外延層的厚度范圍為0.5um～1um。

可選的，溝槽延伸至所述第一個(gè)N型外延層內(nèi)的深度范圍為1um～5um。

可選的，所述柵極氧化層的厚度為

可選的，所述氧化物介質(zhì)層的厚度為

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明中的肖特基二極管的制作方法首先在N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)依次制作M層摻雜濃度不同的N型外延層，且距N型重?fù)诫s襯底最遠(yuǎn)的第M個(gè)N型外延層的摻雜濃度小于或等于與N型重?fù)诫s襯底相接觸的第一個(gè)N型外延層的摻雜濃度，第一個(gè)N型外延層至第M－1個(gè)N型外延層的摻雜濃度依次增大，然后在N型外延層的基礎(chǔ)上依次制作多晶硅層、接觸層和金屬層。本發(fā)明采用濃度漸變的N型外延層，并在濃度漸變的N型外延層內(nèi)形成溝槽結(jié)構(gòu)，在保證了肖特基二極管正向電流的同時(shí)，使得肖特基二極管中的兩個(gè)溝槽中線位置處電場均勻，且溝槽的底部及側(cè)壁不會(huì)提前擊穿，提高了肖特基二極管的耐壓性能。

附圖說明

圖1表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的步驟流程圖；

圖2表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之一；

圖3表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之二；

圖4表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之三；

圖5表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之四；

圖6表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之五；

圖7表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之六；

圖8表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之七；

圖9表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之八；

圖10表示本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的實(shí)現(xiàn)示意圖之九。

其中圖中：

1-N型重?fù)诫s襯底，2-第一個(gè)N型外延層，3-第二個(gè)N型外延層，4-第三個(gè)N型外延層，5-第四個(gè)N型外延層，6-第五個(gè)N型外延層，7-氧化層，8-溝槽刻蝕窗口，9-溝槽，10-柵極氧化層，11-多晶層，12-氧化物介質(zhì)層，13-接觸層，14-金屬層。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

目前肖特基二極管主要有橫向肖特基二極管和縱向肖特基二極管兩種做法，而縱向肖特基二極管由于采用了溝槽結(jié)構(gòu)，擊穿電壓很難做高，因此限制了器件的發(fā)展。本發(fā)明采用在N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)依次制作至少三層摻雜濃度不同的N型外延層的方式，有效提高了肖特基二極管的耐壓性能。

如圖1所示，為本發(fā)明的實(shí)施例中肖特基二極管的制作方法的步驟流程圖，主要包括如下步驟：

步驟S101，制成N型重?fù)诫s襯底。

步驟S102，在N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)上依次制作M層摻雜濃度不同的N型外延層。

在本步驟中，在N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)上依次制作M層摻雜濃度不同的N型外延層，其中，與N型重?fù)诫s襯底相接觸的為第一個(gè)N型外延層，距離N型重?fù)诫s襯底最遠(yuǎn)的為第M個(gè)N型外延層，第一個(gè)N型外延層至第M－1個(gè)N型外延層的摻雜濃度依次增大，第M個(gè)N型外延層的摻雜濃度低于或等于第一個(gè)N型外延層的摻雜濃度，且M為大于等于3的正整數(shù)。

具體的，參見圖2，M的數(shù)值可以為5，即N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)上依次制作五層摻雜濃度不同的N型外延層，其中，第一個(gè)N型外延層2的厚度設(shè)計(jì)可以視肖特基二極管的耐壓性能而決定，耐壓性能越高，則厚度越大。具體的，第一個(gè)N型外延層2的摻雜濃度為注入10¹²～9×10¹²離子所得到的摻雜濃度，優(yōu)選為注入5×10¹²離子所得到的摻雜濃度；第二個(gè)N型外延層3的摻雜濃度為 注入10¹³～9×10¹³離子所得到的摻雜濃度，優(yōu)選為注入5×10¹³離子所得到的摻雜濃度，且厚度可以為0.5um～2um；第三個(gè)N型外延層4的摻雜濃度為注入10¹⁴～9×10¹⁴離子所得到的摻雜濃度，優(yōu)選為注入5×10¹⁴離子所得到的摻雜濃度，且厚度可以為0.5um～2um；第四個(gè)N型外延層5的摻雜濃度為注入10¹⁵～9×10¹⁵離子所得到的摻雜濃度，優(yōu)選為注入5×10¹⁵離子所得到的摻雜濃度，且厚度可以為0.5um～2um；為了優(yōu)化肖特基二極管表面的肖特基接觸，制作了第五個(gè)N型外延層6，第五個(gè)N型外延層6的摻雜濃度為注入10¹²～9×10¹²離子所得到的摻雜濃度，優(yōu)選為注入1×10¹²離子所得到的摻雜濃度，且厚度可以為0.5um～1um。

步驟S103，在N型外延層的基礎(chǔ)上依次制作多晶硅層、接觸層和金屬層。

在本步驟中，首先在N型外延層的基礎(chǔ)上制作多晶硅層。

如圖3～圖7所示，為得到多晶硅層的實(shí)現(xiàn)示意圖。制作多晶硅層的步驟如下：

步驟S1031，對第M個(gè)N型外延層做溝槽刻蝕處理，形成溝槽，在本實(shí)施例中，為對第五個(gè)N型外延層6做溝槽刻蝕處理。優(yōu)選的，如圖3所示，為了避免第五個(gè)N型外延層6被反蝕，可以在第五個(gè)N型外延層6上生長一層氧化層7，氧化層7的厚度視后續(xù)的溝槽深度決定，溝槽深度越大，氧化層7的厚度越大。進(jìn)一步的，形成氧化層7后，通過光刻工藝刻蝕氧化層7，形成溝槽刻蝕窗口8。

步驟S1032，如圖4所示，在氧化層7的遮蔽下，在溝槽刻蝕窗口處做溝槽刻蝕，形成溝槽9，其中，溝槽9的底部延伸至第一個(gè)N型外延層2內(nèi)，優(yōu)選的，為了避免溝槽9的底部延伸的深度過大，給工藝帶來較大難度，同時(shí)為了避免溝槽9的底部延伸的深度過小，不能保證溝槽9底部的耗盡層提前夾斷，溝槽9的底部延伸至第一個(gè)N型外延層2的深度范圍為1um～5um，其中，優(yōu)選為2um～3um。

步驟S1033，如圖5所示，在第五個(gè)N型外延層6的表面和溝槽9的表面形成柵極氧化層10，柵極氧化層10的厚度在范圍內(nèi)，優(yōu)選為具體的，在形成柵極氧化層10之前，可以先用濕法去除圖4中的氧化層7。

步驟S1034，如圖6所示，在柵極氧化層10上沉淀一層多晶硅，并在圖5 中的溝槽9內(nèi)填滿多晶硅，優(yōu)選的，可以采用化學(xué)氣相沉積等方法沉淀多晶硅，且柵極氧化層10上的多晶硅的厚度為溝槽9寬度的一倍。

步驟S1035，如圖7所示，做多晶淀積及回刻處理，形成多晶硅層11。具體的，可以通過刻蝕工藝將圖6中第五外延層6上柵極氧化層10上的多晶硅去除，形成多晶硅層11。

進(jìn)一步的，在形成多晶硅層11之后，在N型外延層的基礎(chǔ)上制作接觸層。

如圖8和圖9所示，為得到接觸層的實(shí)現(xiàn)示意圖。制作接觸層的步驟如下：

步驟S1036，在第M個(gè)N型外延層上淀積氧化物介質(zhì)層，在本實(shí)施例中，如圖8所示，即為在第五個(gè)N型外延層6上淀積氧化物介質(zhì)層12，優(yōu)選的，氧化物介質(zhì)層12的成分可以為二氧化硅，且厚度可以為

步驟S1037，如圖9所示，對圖8中的氧化層介質(zhì)層12進(jìn)行光刻和刻蝕處理，形成接觸層13。

進(jìn)一步的，在形成接觸層13之后，在N型外延層的基礎(chǔ)上制作金屬層。

如圖10所示，為得到金屬層的實(shí)現(xiàn)示意圖。得到金屬層的步驟為：

步驟S1038，在圖9中的接觸層13上制作表面金屬，且表面金屬與氧化物介質(zhì)層12相接觸，做金屬層刻蝕，得到金屬層14。具體的，金屬層14與第五個(gè)N型外延層6相接觸的地方，形成肖特基接觸，金屬層14與多晶硅層11相接處的地方形成歐姆接觸。

至此，在經(jīng)過上述步驟后，完成肖特基二極管的制作。

本發(fā)明通過在N型重?fù)诫s襯底的一側(cè)依次制作M層摻雜濃度不同的N型外延層，使得肖特基二極管中的兩個(gè)溝槽中線位置處電場均勻，且溝槽的底部及側(cè)壁不會(huì)提前擊穿，提高了肖特基二極管的耐壓性能。

下面對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行舉例說明。

本發(fā)明實(shí)施例的肖特基二極管的制作方法，如圖2所示，首先在N型重?fù)诫s襯底1上依次制作第一個(gè)N型外延層2、第二個(gè)N型外延層3、第三個(gè)N型外延層4、第四個(gè)N型外延層5和第五個(gè)N型外延層6。其中，第一個(gè)N型外延層2至第四個(gè)N型外延層5的摻雜濃度的值依次增加一個(gè)數(shù)量級，第五個(gè)N型外延層6的摻雜濃度的數(shù)量級與第一個(gè)N型外延層2的摻雜濃度的數(shù)量級相等，均為10¹²。

進(jìn)一步的，如圖3所示，在第五個(gè)N型外延層6上生長一層氧化層7，且通過光刻工藝刻蝕氧化層7，形成溝槽刻蝕窗口8。

進(jìn)一步的，如圖4所示，在氧化層7的遮蔽下，在溝槽刻蝕窗口8處做溝槽刻蝕，形成溝槽9，其中，溝槽9的底部延伸至第一個(gè)N型外延層2內(nèi)，且延伸深度為1um～5um，優(yōu)選為2um～3um。

進(jìn)一步的，如圖5所示，濕法去除圖4中的氧化層7，然后在第五個(gè)N型外延層6的表面和溝槽9的表面形成柵極氧化層10，柵極氧化層10的厚度在范圍內(nèi)，優(yōu)選為

進(jìn)一步的，如圖6所示，采用化學(xué)氣相沉積等方法在柵極氧化層10上沉淀一層多晶硅，并在圖5中的溝槽9內(nèi)填滿多晶硅，其中，柵極氧化層10上的多晶硅的厚度為溝槽9寬度的一倍。

進(jìn)一步的，如圖7所示，做多晶淀積及回刻處理，通過刻蝕工藝將圖6中第五外延層6上柵極氧化層10上的多晶硅去除，形成多晶硅層11。

進(jìn)一步的，如圖8所示，在第五個(gè)N型外延層6上淀積氧化物介質(zhì)層12，氧化物介質(zhì)層12的成分為二氧化硅，且厚度為

進(jìn)一步的，如圖9所示，對圖8中的氧化層介質(zhì)層12進(jìn)行光刻和刻蝕處理，形成接觸層13。

進(jìn)一步的，如圖10所示，在圖9中的接觸層13上制作表面金屬，且表面金屬與氧化物介質(zhì)層12相接觸，做金屬層刻蝕，得到金屬層14。具體的，金屬層14與第五個(gè)N型外延層6相接觸的地方，形成肖特基接觸，金屬層14與多晶硅層11相接處的地方形成歐姆接觸。

至此，經(jīng)過上述步驟后，完成本發(fā)明實(shí)施例中肖特基二極管的制作。

如圖10所示，本發(fā)明的實(shí)施例中還提供了一種肖特基二極管，包括：

N型重?fù)诫s襯底1；

位于N型重?fù)诫s襯底1一側(cè)的M層摻雜濃度不同的N型外延層，其中，與N型重?fù)诫s襯底1相接觸的為第一個(gè)N型外延層2，距離N型重?fù)诫s襯底1最遠(yuǎn)的為第M個(gè)N型外延層，第一個(gè)N型外延層2至第M－1個(gè)N型外延層的摻雜濃度依次增大，第M個(gè)N型外延層的摻雜濃度低于或等于第一個(gè)N型外延層2的摻雜濃度，M為大于等于3的正整數(shù)；

溝槽9，溝槽9由第M個(gè)N型外延層延伸至第一個(gè)N型外延層2內(nèi)；

多晶硅層11，形成在溝槽9的內(nèi)部；

柵極氧化層10，形成在溝槽9的內(nèi)部且填充在多晶硅層11和N型外延層之間；

接觸層13，位于第M個(gè)N型外延層上，且形成第一構(gòu)形圖形；

氧化物介質(zhì)層12，位于第M個(gè)N型外延層上，且形成第二構(gòu)形圖形；

金屬層14，位于第M個(gè)N型外延層上，填充在第一構(gòu)形圖形和第二構(gòu)形圖形之間的空間，且金屬層14覆蓋在溝槽9的上方。

可選的，所述N型重?fù)诫s襯底1的一側(cè)上依次制作五層摻雜濃度不同的N型外延層，其中，第一個(gè)N型外延層2的摻雜濃度為注入10¹²～9×10¹²離子所得到的摻雜濃度，第二個(gè)N型外延層3的摻雜濃度為注入10¹³～9×10¹³離子所得到的摻雜濃度，第三個(gè)N型外延層4的摻雜濃度為注入10¹⁴～9×10¹⁴離子所得到的摻雜濃度，第四個(gè)N型外延層5的摻雜濃度為注入10¹⁵～9×10¹⁵離子所得到的摻雜濃度，第五個(gè)N型外延層6的摻雜濃度為注入10¹²～9×10¹²離子所得到的摻雜濃度。

可選的，第二個(gè)N型外延層3、第三個(gè)N型外延層4和第四個(gè)N型外延層5的厚度范圍均為0.5um～2um，第五個(gè)N型外延層6的厚度范圍為0.5um～1um。

可選的，溝槽9延伸至第一個(gè)N型外延層2內(nèi)的深度范圍為1um～5um。

可選的，柵極氧化層10的厚度為

可選的，氧化物介質(zhì)層12的厚度為

需要說明的是，該肖特基二極管是應(yīng)用上述肖特基二極管的制作方法制作而成的，上述肖特基二極管的制作方法實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)方式適用于該肖特基二極管，也能達(dá)到相同的技術(shù)效果。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來說，在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。