[發(fā)明專利]肖特基二極管

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210509046.7
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103035751A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王飛
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種肖特基二極管。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的PN結(jié)二級管是在一塊單晶半導體中，一部分摻有受主雜質(zhì)是P型半導體，另一部分摻有施主雜質(zhì)是N型半導體，P型半導體和N型半導體的交界面附近的過渡區(qū)稱為PN結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于PN結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)；當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。

目前，高壓二極管器件主要是由PN結(jié)或者是肖特基金屬半導體接觸制成。。其中，肖特基二極管雖然能提供比較小的導通電阻，但其耐高壓能力有限，不能提供較高的反向偏壓。一般應(yīng)用中高電壓二極管一般采用PN結(jié)型二極管，其缺點是反偏電壓越大，所需要的耐擊穿耗盡層寬度就要越寬，耗盡層寬度越寬會導致器件正向開啟時的電阻越大，影響器件的整體性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能耐受高反偏電壓的肖特基二極管，在深溝槽中填充的二氧化硅層厚度大于1000埃時能耐受80V以上的高壓。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的肖特基二極管包括：N型襯底上的N型外延，N型外延中的深溝槽，深溝槽中具有二氧化硅層，深溝槽中的二氧化硅層內(nèi)側(cè)具有多晶硅區(qū)，在深溝槽之間的N型外延上方具有肖特基接觸區(qū)，肖特基接觸區(qū)上具有金屬層，多晶硅區(qū)與所述金屬層通過金屬線連接，其中，所述二氧化硅層的厚度大于1000埃。

隨著二氧化硅層厚度的增加本發(fā)明的耐壓能力隨之增強，二氧化硅層厚度與本發(fā)明的耐壓能力按1000：80的比例增加。

所述深溝槽的深度大于4um時，本發(fā)明每1um的深溝槽能提供15V-20V的耐壓能力，本發(fā)明耐壓能力能隨深溝槽深度的增加而增強。

所述金屬層是金屬鈦。

本發(fā)明金屬層作為肖特基二極管的陽極，N型襯底作為肖特基二極管的陰極。

傳統(tǒng)的肖特基二極管的反向耐壓是由PN結(jié)的反偏來提供保護的，而PN結(jié)反偏提供的耐高壓能力和P區(qū)和N區(qū)的電阻直接相關(guān)。為了得到高的耐高壓結(jié)構(gòu)，N區(qū)就不好選用過低的外延，進而導致二極管在開啟時的開啟電阻增加。所以傳統(tǒng)的肖特基二極管的耐反向擊穿的能力由于要考慮正向功率的損耗，不能選用電阻率過高的N型外延，所以市上的肖特基二極管的反向耐高壓大都在100v以下。

本發(fā)明的肖特基二極管由于結(jié)合了深槽反偏耗盡結(jié)構(gòu)，能在保證低導通功耗的基礎(chǔ)上提供高反向耐壓能力，隨著深溝槽中填充的二氧化硅層和多晶硅區(qū)厚度的增加其耐壓能力也隨之提高，當深溝槽中二氧化硅層的厚度大于1000埃時能耐受80V以上的高壓。

附圖說明

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：

圖1是本發(fā)明肖特基二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記說明

1是N型襯底

2是N型外延

3是深溝槽

4是二氧化硅層

5是多晶硅區(qū)

6是肖特基接觸區(qū)

7是金屬層

8是金屬線

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的肖特基二極管，包括：N型襯底1上的N型外延2，N型外延2中的深溝槽3，深溝槽3中具有二氧化硅層4，深溝槽3中的二氧化硅層4內(nèi)側(cè)具有多晶硅區(qū)5，在深溝槽3之間的N型外延2上方具有肖特基接觸區(qū)6，肖特基接觸區(qū)6上具有金屬層7，多晶硅區(qū)5與所述金屬層7通過金屬線8連接，其中，所述二氧化硅層4的厚度大于1000埃，所述深溝槽3的深度大于4um，所述金屬層是金屬鈦。

隨著二氧化硅層厚度4的增加本發(fā)明的耐壓能力隨之增強，二氧化硅層厚度與本發(fā)明的耐壓能力按1000：80的比例增加。

所述深溝槽3的深度大于4um時，本發(fā)明每1um的深溝槽能提供15V-20V的耐壓能力，本發(fā)明耐壓能力能隨深溝槽深度的增加而增強。

當二氧化硅層5的厚度大于1250埃時，本發(fā)明的肖特基二極管能耐受100V的高壓；

當二氧化硅層5的厚度大于1500埃時，本發(fā)明的肖特基二極管能耐受120V的高壓；

當深溝槽3的深度為4um時，本發(fā)明的肖特基二極管能耐受60V-80V的高壓；

當深溝槽3的深度為6um時，本發(fā)明的肖特基二極管能耐受90V-120V的高壓；

以上通過具體實施方式和實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進，這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。