[發(fā)明專利]超快恢復(fù)二極管

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680051396.6
• 申請(qǐng)日: 2006-12-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101366124A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 理查德·弗朗西斯;李健;范楊榆;埃里克·約翰遜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美商科斯德半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/872
• 分類號(hào): H01L29/872;H01L29/861;H01L29/36;H01L29/868
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 余剛;尚志峰

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及2004年6月15提交的屬于Yu和Lin的名為“Shottky Barrier?Rectifier?and?Method?of?Manufacturing?the?Same”的第 10/869,718號(hào)共同未決的共有美國(guó)專利申請(qǐng)，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此 作為參考。

背景技術(shù)

在開(kāi)關(guān)式電源的效率中的一個(gè)重要因素是用于這中電路中的二 極管的性能。更具體地，這種二極管的反向恢復(fù)可以降低這種電源 中的晶體管開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通損耗。例如，在開(kāi)啟開(kāi)關(guān)期間，反向恢復(fù)瞬 變電流作為額外的電流組分出現(xiàn)，因此開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通損耗比其另外沒(méi) 有這種反向恢復(fù)組分的情況下的導(dǎo)通損耗高得多。因此，對(duì)于改善 開(kāi)關(guān)式電源的效率來(lái)說(shuō)，減少金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (MOSFET)體二極管反向恢復(fù)電荷(Qrr)和/或減少反向恢復(fù)時(shí) 間(trr)是重要的。

然而，不走運(yùn)地是，如果反向恢復(fù)太突然，則電流和電壓將經(jīng) 歷不良振蕩。這種振蕩可以導(dǎo)致(例如)，低效電源運(yùn)轉(zhuǎn)、有害噪聲 輸出(例如，電源波紋和/或電磁干擾)、和/或極高的并且可能是破 壞性的電壓尖峰信號(hào)(voltage?spike)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，非常期待保持軟恢復(fù)特性的具有減少的反向恢復(fù)電荷的 快恢復(fù)二極管。還存在這樣的期待：滿足之前確定的對(duì)可以按照溝 槽或平面形式(version)而形成的超快恢復(fù)二極管的期望。還存在 另一種期待：滿足之前確定的對(duì)按照與傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造工藝和設(shè)備 兼容并互補(bǔ)(complimentary)的方式的期望。

因此，公開(kāi)了一種超快恢復(fù)二極管。在第一實(shí)施例中，整流器 件包括第一極性的襯底、連接至襯底的第一極性的輕摻雜層、以及 設(shè)置有該輕摻雜層的金屬化層。超快恢復(fù)二極管包括形成在輕摻雜 層中的彼此分離的多個(gè)阱，該多個(gè)阱包括第二極性的摻雜質(zhì)。多個(gè) 阱連接至金屬化層。超快恢復(fù)二極管還包括位于所述多個(gè)阱中的各 個(gè)阱之間的多個(gè)區(qū)，其具有比輕摻雜層更重的第一極性摻雜。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，半導(dǎo)體器件包括整流器，其中，該 整流器包括連接至可接觸的金屬層的多個(gè)P型阱。在整流器的正向 偏壓條件下多個(gè)P型阱向多個(gè)P型阱之間的溝道區(qū)注入空穴。在整 流器的反向偏壓條件下多個(gè)P型阱夾斷溝道區(qū)。半導(dǎo)體器件還包括 位于多個(gè)P型阱之間的多個(gè)N型阱。多個(gè)N型阱抑制來(lái)自多個(gè)P 型阱的少數(shù)載流子注入。

附圖說(shuō)明

在附圖的多個(gè)圖中以實(shí)例的方式而不是以限制的方式示出本發(fā) 明的實(shí)施例，其中，相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同的元件，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超快恢復(fù)二極管的側(cè)面截面 圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的可替換實(shí)施例的超快恢復(fù)二極管的側(cè) 面截面圖。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例性的電流和時(shí)間恢復(fù)特性 的關(guān)系。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地參考，本發(fā)明實(shí)例將在附 圖中示出。盡管將結(jié)合這些實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解它 們不旨在將本發(fā)明限制于這些實(shí)施例。相反，本發(fā)明旨在覆蓋可以 包括在所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)的替換、改變、及等 價(jià)物。此外，在本發(fā)明的以下詳細(xì)描述中，給出了許多特定細(xì)節(jié)以 提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，應(yīng)當(dāng)理解沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)也可 以實(shí)施本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免不必要地模糊本發(fā)明的多 個(gè)方面，沒(méi)有詳細(xì)描述已知的方法、步驟、組件、及電路。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的超快恢復(fù)二極管100的側(cè)面 截面圖。二極管100形成在N外延層180中。二極管100包括具有 氧化物側(cè)壁120的多個(gè)溝槽110。包括(例如)鎢或多晶硅的導(dǎo)電 塞130埋置溝槽110，該導(dǎo)電塞將陽(yáng)極金屬化(anode?metallization) 140(例如，陽(yáng)極觸點(diǎn))與p阱150連接起來(lái)。P阱區(qū)150位于溝槽 110之下。P阱區(qū)150被設(shè)計(jì)作為弱陽(yáng)極(weak?anode)。陽(yáng)極140 通常包括鋁，在一些實(shí)施例中，還可以包括約百分之一的硅。

二極管100的溝槽110具有約0.3微米至0.7微米的示例性深度。 二極管100的溝槽110具有約0.3微米至0.6微米的示例性寬度。溝 槽110具有約0.6微米至1.3微米的示例性間距。應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本 發(fā)明的實(shí)施例也完全地適合于其他尺度。