[發(fā)明專利]疊置P+-P結(jié)勢壘控制肖特基二極管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110129276.6
• 申請日: 2011-05-18
• 公開（公告）號: CN102208456A
• 公開（公告）日: 2011-10-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王穎;李婷;曹菲;邵雷;劉云濤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學(xué)
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種電子器件，具體地說是一種肖特基二極管。

背景技術(shù)

在功率系統(tǒng)中，一個(gè)好的整流器需要小開啟電壓、大導(dǎo)通電流、低漏電流，高擊穿電壓以及高開關(guān)速度，而同時(shí)具有這些特點(diǎn)是我們追求的最理想目標(biāo)。為了節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境等，我們必須盡可能降低功率器件的功耗。

結(jié)勢壘肖特基二極管(Juction?barrier?Schottky，JBS)是在肖特基二極管的漂移區(qū)集成了網(wǎng)狀的PN結(jié)的一種器件。網(wǎng)狀結(jié)的設(shè)計(jì)使PN結(jié)的耗盡區(qū)在正向和零偏時(shí)不能連通，因此，在正向工作時(shí)，肖特基勢壘下有多個(gè)導(dǎo)電溝道有電流流過，器件導(dǎo)通。當(dāng)在N+襯底上加上正向偏壓，PN結(jié)和肖特基勢壘都變?yōu)榉雌琍N結(jié)形成的耗盡區(qū)向溝道區(qū)擴(kuò)展，當(dāng)反向偏壓超過某一個(gè)值時(shí)，肖特基勢壘下的耗盡層就會交疊。當(dāng)耗盡層穿通以后，就會在溝道區(qū)形成一個(gè)勢壘，從而使反向偏壓的增加由耗盡層向N+襯底方向擴(kuò)展來支撐。這個(gè)勢壘屏蔽了肖特基勢壘使其不受偏壓的影響，限制了肖特基勢壘降低效應(yīng)，使反向漏電流大大減小，這和常規(guī)的SBD明顯不同。穿通條件一旦建立，除了由于空間電荷區(qū)產(chǎn)生而引起的微增加外，漏電流基本保持常數(shù)。

在3kV以上的整流器應(yīng)用領(lǐng)域，SiC?PiN和SiC?JBS二極管由于比Si整流器具有更高的擊穿電壓、更快的開關(guān)速度以及更小的體積和更輕的重量而備受關(guān)注。在3英寸N型4H-SiC晶圓上，Cree公司10kV/20?A?PiN二極管系列的合格率已經(jīng)達(dá)到40％，10kV/20A的SiC?JBS的合格率也達(dá)到37％，10kV/5A?SiC?JBS的合格率超過40％。

JBS結(jié)合了PiN和SBD的兩者優(yōu)點(diǎn)，使之廣泛應(yīng)用，但是JBS器件比起PiN二極管，反向漏電流較大，反向耐壓低。同時(shí)普通結(jié)勢壘肖特基二極管對結(jié)終端設(shè)計(jì)要求較高，肖特基接觸易受表面電荷影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種在不犧牲器件正向?qū)ㄌ匦缘那疤嵯拢岣呓Y(jié)勢壘肖特基二極管器件的反向耐壓，同時(shí)降低輸出電容的疊置P⁺-P結(jié)勢壘控制肖特基二極管。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

包括N⁺襯底區(qū)100、N型漂移區(qū)101、疊置P⁺-P結(jié)構(gòu)P⁺部分102、陽極電極104、陰極電極105、二氧化硅層106、肖特基接觸107、歐姆接觸108，還包括疊置P⁺-P結(jié)構(gòu)P部分103，所述疊置P⁺-P結(jié)構(gòu)P⁺部分102窗口寬度比疊置P⁺-P結(jié)構(gòu)P部分103窗口寬度寬，且疊置P⁺-P結(jié)構(gòu)P⁺部?分102在窗口寬度上面。

本發(fā)明提供了一種疊置P+-P結(jié)勢壘控制肖特基二極管器件。在形成區(qū)域疊置P⁺-P結(jié)構(gòu)P⁺部分前，形成類似JBS網(wǎng)狀的一層相互分離的區(qū)域疊置P⁺-P結(jié)構(gòu)P部分，在不犧牲器件正向?qū)ㄌ匦缘那疤嵯拢岣呓Y(jié)勢壘肖特基二極管器件的反向耐壓，同時(shí)降低輸出電容。本發(fā)明與常規(guī)JBS工藝兼容，具有很強(qiáng)的可實(shí)施性，更易滿足功率電子系統(tǒng)的應(yīng)用要求。

本發(fā)明所述的疊置P+-P結(jié)勢壘控制肖特基二極管器件，可通過優(yōu)化設(shè)計(jì)N型漂移區(qū)101、區(qū)域102、區(qū)域103、二氧化硅層106的結(jié)構(gòu)參數(shù)(如摻雜濃度、二維尺寸等)根據(jù)器件的導(dǎo)通特性、擊穿特性、輸出電容等要求設(shè)定。利用P埋層引入新的體內(nèi)電場峰值，提高耐壓，同時(shí)減少了少子電荷數(shù)目，降低JBS的電容效應(yīng)，在開關(guān)電路中降低功率損耗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的疊置P+-P結(jié)勢壘控制肖特基二極管器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是普通結(jié)勢壘肖特基二極管器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的疊置P+-P結(jié)勢壘控制肖特基二極管器件與普通結(jié)勢壘肖特基二極管器件擊穿電壓特性的比較；

圖4是本發(fā)明的疊置P+-P結(jié)勢壘控制肖特基二極管器件與普通結(jié)勢壘肖特基二極管器件正向?qū)ㄌ匦缘谋容^；

圖5是本發(fā)明的疊置P+-P結(jié)勢壘控制肖特基二極管器件與普通結(jié)勢壘肖特基二極管器件輸出電容的比較。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述：