[發(fā)明專利]底部陽極肖特基二極管的結(jié)構(gòu)與形成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810214822.4
• 申請(qǐng)日: 2008-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN101661960A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安荷·叭剌;雷燮光;蘇毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬國半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/872
• 分類號(hào): H01L29/872;H01L21/329
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 白璧華;翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種肖特基二極管器件。更特別的是，本發(fā)明涉及多應(yīng)用的制造設(shè)置在P型襯底上的肖特基二極管或形成底部陽極的肖特基二極管器件的結(jié)構(gòu)與方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的肖特基二極管通常具有垂直結(jié)構(gòu)，其形成在一N型襯底上，并將陰極設(shè)置在襯底的底部，這種結(jié)構(gòu)往往會(huì)在應(yīng)用上遭受到各種困難的限制。當(dāng)高電壓的偏壓施加到襯底上，這種形成在N型襯底并在襯底底部具有陰極的肖特基二極管和一些組件結(jié)構(gòu)并不兼容。再者，對(duì)在高壓器件來說，當(dāng)使用承載在N型襯底上且陰極設(shè)置在襯底底部的垂直型肖特基二極管時(shí)，需要一個(gè)安裝了芯片的散熱溝渠(heat?sink)來進(jìn)行電性隔絕，從而導(dǎo)致熱耗散受到限制，并提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。

不同類型的垂直型肖特基二極管已經(jīng)陸續(xù)被提出公開。圖1A描述一種形成在N型襯底頂部的結(jié)勢(shì)壘控制肖特基(Junction?Barrier?Controlled?Schotty)二極管的剖視圖，以及圖1B描述一種可供選擇的肖特基二極管，該肖特基二極管實(shí)現(xiàn)了設(shè)置在N型襯底底部上的溝槽式金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)勢(shì)壘控制肖特基(Trench?MOS-Barrier?Controlled?Schottky，TMBS)二極管。在上述任何一種肖特基二極管中，肖特基勢(shì)壘能屏蔽位于垂直低摻雜陰極N型區(qū)域中的若干耗盡區(qū)域的高電壓。圖1C與圖1D顯示了在第4,134,123號(hào)專利中描述的可供選擇的JBS二極管，該JSB二極管具有若干P+型區(qū)域夾置在頂部的陽極區(qū)域以及陰極區(qū)域之間。然而，如這些說明所敘述的具有垂直結(jié)構(gòu)且陰極位于底部的肖特基二極管，對(duì)在某些特定的應(yīng)用方面仍然會(huì)受限于上述的各種困難，尤其當(dāng)應(yīng)用在可攜式裝置時(shí)，必須在小的封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)具備多樣功能，以減少組件數(shù)量與體積。特別的是，對(duì)于功率升壓型轉(zhuǎn)換器的應(yīng)用來說，肖特基二極管的陽極是連接到金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)的漏極，而漏極通常位于MOSFET芯片的底部?？善谕ㄟ^將肖特基二極管共同封裝到MOSFET的封裝結(jié)構(gòu)中，以減少陽極寄生電感；有需要利用兩個(gè)分開的芯片襯墊用以分別安裝MOSFET與肖特基二極管。然而，這樣會(huì)增加裝置的復(fù)雜度與成本。

因此，在肖特基二極管的組件設(shè)計(jì)與制造的技術(shù)中，仍然存在有尋求新的構(gòu)造與制作方法的必要，以提供新穎的和改良的具有陽極在襯底底部的肖特基二極管，使上述問題與限制能夠被解決。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上的問題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種新穎的與改良的肖特基二極管，其可實(shí)現(xiàn)將肖特基勢(shì)壘控制層直接設(shè)置在肖特基勢(shì)壘金屬的下方，以此控制肖特基勢(shì)壘的高度與寬度，用以改善肖特基二極管的工作效率。

本發(fā)明的另一目的在于通過形成一低能量淺N型植入來提供一種新穎的與改良的底部陽極肖特基(Bottom-Anode?Schottky，BAS)二極管，因此，可以通過使用低能量淺植入來調(diào)整肖特基的勢(shì)壘高度與寬度，用來控制漏電流相對(duì)于正向電壓的平衡。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種改良的底部陽極肖特基二極管器件，具有一增加的深寬比(表示為D/W)，例如，增加用作為JBS區(qū)域的摻雜N+型區(qū)域的深度相對(duì)于肖特基接觸區(qū)域的寬度的深寬比，因此可以減少反向漏電流。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種改良的底部陽極肖特基二極管器件，將肖特基接觸金屬設(shè)置在數(shù)個(gè)溝槽中，并在環(huán)繞側(cè)壁周圍和溝槽底面的下方植入若干摻雜區(qū)域，進(jìn)一步提高作為JBS區(qū)域的N+型摻雜區(qū)域的深度相對(duì)于肖特基接觸區(qū)域的寬度的深寬比，因此進(jìn)一步減少反向漏電流。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種改良的底部陽極肖特基二極管器件，其應(yīng)用一輕摻雜窄帶隙材料構(gòu)成的薄層直接設(shè)置在肖特基勢(shì)壘金屬的下方，從而可通過控制薄層的厚度與成分來控制勢(shì)壘的高度與寬度。