本发明属于二极管及其制备的技术领域，特别是涉及一种不用外延低成本台面终端保护型低漏电的肖特基势垒二极管及其制备方法。
背景技术：
肖特基势垒二极管(schottkybarrierdiode,sbd)广泛用于直流-直流转换器(dc-dcconverter)、电压调节器(voltageregulatormodulevrm)、电信传输/伺服器(telecom/server)、交流电源适配器(adaptor)及充电器(charger)等。说明书附图1为标准平面型肖特基势垒二极管的结构示意图，如图1所示，该肖特基势垒二极管的制备方法是在硅外延片上高温生长sio2，然后光刻腐蚀保护环，再注入如硼离子后，高温扩散形成保护环，再光刻腐蚀接触孔，淀积势垒金属，或形成金属硅化物形成势垒层，在其上生长接触金属，再光刻腐蚀金属，作为引线。另外一种采用纯台面工艺制作的肖特基二极管，如授权公告号cn203445132u《一种制程简化的肖特基器件》是在外延片上采用了纯台面的方案，上涂覆低温固化的有机绝缘材料，如图2所示。
在所有这些制造过程中，所用的材料硅片都是在高浓度的衬底片上通过外延的方法直接生长低浓度的外延层，以n型硅片为例为n-/n 结构。衬底片起支撑作用，高浓度n 保证低的导通电阻，低浓度n-层是根据器件的电压和压降来决定的外延层厚度和电阻率。但外延片的成本高，占所有材料成本的70％以上。
技术实现要素：
为了降低外延生长成本，本发明采用单晶片键合方式，形成si-al-si(硅-铝-硅)硅片结构，并在芯片制作过程中采用低温台面终端保护工艺，形成了一种新的肖特基器件结构。
本发明的肖特基势垒二极管，该二极管的结构为：以n 型半导体单晶片为衬底片，中间烧结铝层，上面烧结n-型半导体单晶片，减薄抛光，形成基片。在抛光面溅射金属势垒和形成正面电极，边缘腐蚀台面，并固化聚酰亚胺。衬底背面淀积背面电极。如图3.
硅-铝-硅基片是，采用蒸发或溅射的方法在欲键合的两硅片上生长合金用铝层，或将铝箔放在两硅片间，使用夹具对准，施加一定压力，在真空中加热到一定温度，硅片和铝之间通过合金熔解以及再凝固结合在一起。硅与铝的合金温度为577℃，当低于这个温度时，硅和铝不发生作用；当温度升高到共晶温度577℃时，在交界面上，铝原子与硅原子相互扩散，并在交界面处形成11.3％的硅原子和88.7％的铝原子组成的熔液；随着时间的增加和温度的升高，熔液和固体硅的界面逐渐向硅片内延伸，恒温一段时间后，合金熔液中的硅原子将达到饱和；之后缓慢降温，硅原子在熔液中的溶解度将下降，多余的硅原子逐渐从熔液中析出，形成硅原子的再结晶层而将硅片与硅片键合在一起。
直接外延生长的n-/n 型硅基片在n-和n 层有一个过渡区，会导致正向导通压降增加，而硅-铝-硅基片不存在过渡区，如图4所示，曲线1为直接外延生长的n-/n 型硅基片浓度分布，曲线2为硅-铝-硅基片降低了正向压降。
硅-铝-硅基片的衬底片可采用更低成本的高浓度低纯度单晶硅，只起支撑和导通作用，更降低了成本。减薄抛光根据所涉及器件的电压来决定芯片层的厚度。
本发明的器件结构必须是后期制作都是在低温条件下，所有步骤不能超过577℃。因此，不能使用高温工艺，如氧化、扩散等，本发明结构为台面和聚酰亚胺固化保护，在基片完成后，整个管芯制作过程都低于570℃。
本发明肖特基势垒二极管的制备方法，其步骤包括：n 型衬底片—加铝箔---加n-型或n-/n 单晶片---烧结---减薄抛光---蒸发或溅射势垒金属—金属硅化物形成--正面蒸发电极金属—光刻1(台面部分)--腐蚀金属—湿法或干法腐蚀硅—涂敷聚酰亚胺并固化—光刻2(压焊区)--背面金属。所述的聚酰亚胺可以采用正性或负性的，固化温度要低于400℃，厚度大于
通过此方案的肖特基二极管和采用外延方法制作的肖特基二极管比较，材料成本降低30％以上，正向压降也有所降低。
附图说明
图1标准平面型肖特基势垒二极管的结构示意图。1：上电极金属；2：势垒金属；3：外延片n-区；4:外延片n 区；5：扩散保护环。
图2发表的纯台面工艺制作的肖特基二极管结构
图3本发明的硅-铝-硅基片结构的肖特基二极管芯片示意图。10为n 型衬底片，20为铝层，30为n-型单晶片(芯片层)，31为正面势垒及电极层，32为聚酰亚胺层，5为背面金属。
图4过渡区比较，曲线100为硅-铝-硅基片浓度分布，曲线2为直接外延生长的n-/n 型硅基片浓度分布。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例
取一片n 型的单晶片(电阻率<2e-3ω.cm)和一片单面抛光的n-型单晶片(电阻率2.5ω.cm)，中间用夹入5um的高纯铝箔，用夹具对准夹紧，放入600℃烘箱中30分钟，对n-型片上减薄抛光，留n-层10um,溅射nipt,470℃合金30分钟，蒸发tiniag，光刻台面，腐蚀金属，然后腐蚀硅层，腐蚀铝层，接着腐蚀硅，涂覆聚酰亚胺500nm，光刻腐蚀聚酰亚胺，340℃固化。最后减薄n 衬底至250um，蒸发背面tiniag.
所得二极管反向截止(击穿)电压125v，反向漏电流5ua,正向压降0.7v.
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变形都将落在本发明权利要求书的范围内。
1.一种肖特基势垒二极管，其结构包括：以硅-铝-硅型半导体单晶片为基片，在其上形成势垒层，再形成金属阳极，边缘造型为台面结构，以聚酰亚胺进行台面保护。
2.根据权利要求1所述的肖特基势垒二极管，其特征在于，采用的基片为三层结构，中间为金属铝，上下为单晶硅。芯片边缘造型为台面型，台面的深度深过芯片层和铝层。
3.一种肖特基势垒二极管的制备方法，其步骤包括：先通过对三层硅-铝-硅层进行合金，，对芯片层进行减薄抛光。然后进行金属势垒及电极形成，光刻腐蚀台面，接着进行聚酰亚胺涂敷和光刻，固化及背面金属形成。
4.根据权利要求3所述的肖特基势垒二极管的制备方法，其特征在于，铝硅合金温度高于铝硅共晶温度577℃，后续的芯片制作中所用的温度都低于577℃。
5.根据权利要求3所述的肖特基势垒二极管，其特征在于，台面腐蚀采用多步腐蚀，腐蚀正面金属-腐蚀硅-腐蚀铝-腐蚀硅。
技术总结