[發明專利]一種溝槽結構肖特基器件

無效

• 申請號: 201110170815.0
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN102222701A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 王穎;徐立坤;曹菲;劉云濤;邵雷
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 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

技術領域

本發明涉及的是一種電子元器件，具體地說是一種含溝槽結構肖特基器件。

背景技術

肖特基勢壘二極管(Schottky?Barrier?diodes)是利用金屬與半導體之間的接觸勢壘進行工作的器件，適合在低壓、大電流輸出場合用作高頻整流，檢波和混頻，在高速邏輯電路中用作箝位。對于肖特基器件，我們需要小開啟電壓、大導通電流、低反向漏電、高擊穿電壓。硅材料以其優良的物理特性、成熟的平面工藝以及低廉的成本成為目前最重要的半導體材料。但傳統工藝制作的Si基SBD的耐壓值都普遍不高，在40V左右，反向漏電流較大。而如果需要降低反向漏電流、提高反向擊穿電壓則需要提高肖特基接觸的勢壘高度，這樣又會提高肖特基接觸的正向壓降，增大肖特基勢壘二極管的漂移區電阻，降低正向導通電流。由于這個原因，普通肖特基二極管很難滿足某些極端領域的具體要求，這大大限制了其在現代功率系統中的應用。

結勢壘肖特基二極管(Juction?barrier?Schottky，JBS)是在普通肖特基二極管的漂移區集成了多個梳狀的PN結柵的一種器件。圖2給出了普通結勢壘肖特基二極管器件的結構。梳狀結柵設計使PN結的耗盡區在正向和零偏時不能連通，器件在正向偏壓工作時，肖特基勢壘下有多個導電溝道有電流流過，器件導通。器件工作在反向偏壓時，PN結和肖特基勢壘都變為反偏，PN結形成的耗盡區向溝道區擴展，肖特基勢壘下的耗盡層就會交疊。當耗盡層穿通以后，就會在溝道區形成一個勢壘，這個勢壘使肖特基接觸不受反向偏壓的影響，大大減小了反向漏電流。穿通條件一旦建立，除了由于空間電荷區產生而引起的微增加外，漏電流基本保持常數。但是器件的正向特性并沒有很好的提高，反而由于P型摻雜區得存在會減小器件導通時的電流密度，使正向導通電流有所下降。這也正是普通JBS二極管存在不足需要改進的地方。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可在不犧牲器件反向特性的情況下，提高肖特基器件的正向導通電流的溝槽結構肖特基器件。

本發明的目的是這樣實現的：

包括陽極電極1、二氧化硅層2、P+保護環3、肖特基接觸4、P型摻雜區域5、N型漂移區6、N+襯底區7、陰極電極8，在N型漂移區6內刻蝕有溝槽結構，在溝槽中先形成P型摻雜區域5，然后進行肖特基金屬濺射形成溝槽內的肖特基接觸部分。

溝槽內P型摻雜區域5與溝槽內肖特基金屬區域的比例控制以及溝槽深度和寬度可根據實際正向導通特性以及反向擊穿特性的要求而確定。

本發明在普通SBD結構中的漂移區中刻蝕溝槽先形成P型摻雜區，而后濺射肖特基金屬與N型漂移區形成肖特基接觸。在不犧牲器件反向特性的情況下，提高肖特基器件的正向導通電流。本發明實施工藝與結勢壘控制肖特基二極管JBS工藝兼容，容易實現，且更能滿足現代功率電子系統的要求。

本發明所述的溝槽結構結構肖特基器件，可根據器件的正向導通特性、反向擊穿特性、反向恢復特性來優化設計溝槽內肖特基金屬4和P+區域5、二氧化硅層2、N型漂移區6的結構參數(如二維尺寸、摻雜濃度等)。利用調整外延層的摻雜濃度和厚度可以合理設計實現實際需要的反向擊穿電壓，并利用終端結構改善反向擊穿特性。利用調整溝槽內肖特基金屬和P+區域的比例可以得到不同正向導通電流的提高幅度，通過調整溝槽寬度、深度以及溝槽之間的間距可以調整反向特性。最后根據實際需要確定器件具體結構尺寸。

附圖說明

圖1是本發明的溝槽結構肖特基器件結構示意圖；

圖2是普通結勢壘肖特基二極管器件的結構示意圖；

圖3是本發明的溝槽結構肖特基器件與普通結勢壘肖特基二極管反向特性的比較；

圖4是本發明的溝槽結構肖特基器件與普通結勢壘肖特基二極管正向特性的比較。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細地描述：

參照圖1，本發明的溝槽結構肖特基器件。包括陽極電極1、二氧化硅層2、P+保護環3、肖特基接觸4、P型摻雜區域5、N型漂移區6、N+襯底區7、陰極電極8。根據器件具體導通特性、擊穿特性的要求，確定圖1中漂移區6的摻雜濃度及二維尺寸，二氧化硅層2的二維尺寸。根據正向導通電流提高的需求調整溝槽內肖特基金屬與P型摻雜區域的比例以及溝槽間距、深度。