[實用新型]肖特基二極管

有效

• 申請號: 201320467664.X
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN203351612U
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 倪煒江
• 申請（專利權）人: 泰科天潤半導體科技（北京）有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/08
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張雪梅

技術領域

本實用新型涉及一種半導體功率器件。更具體地，本實用新型涉及一種具有減少的結電容和導通電阻的肖特基二極管。

背景技術

對于其中嵌入有PN結的結勢壘肖特基二極管（JBS）和PIN/肖特基混合二極管（MPS）中，PN結的作用是在二極管反向偏置時耗盡相互之間的導通溝道，形成一個覆蓋整個有源區的空間電荷區，從而使肖特基二極管具有接近PN二極管的反向耐壓，如圖1所示。圖2示出了一種JBS肖特基二極管的實例。該肖特基二極管200包括陰極層206，n+襯底202，n-外延層204，形成在外延層中的多個p+摻雜區234和陽極層230。該二極管中進一步包括多個由陽極金屬層230與n-外延層204形成的肖特基接觸232以及多個由p+摻雜區234與n-外延層204形成的PN結。

以圖2所示n型肖特基二極管為例，需要有一定數量的p型區域分布在n型外延層的表面層中，形成PN結。所形成的PN結首先要保證器件在給定電壓下反偏時耗盡區能夾斷所有的導通溝道，才能確保設計的反偏電壓。一般情況下，p型區面積越大，n型導通區面積越小越有利于溝道耗盡。但是隨著p型區面積的增大，n型導通區域面積的縮小，相應器件的串聯電阻增加。因此，p區的形狀和分布的設計對器件的性能影響很大。

當前的n型襯底二極管結構中p區一般為條形分布或者p型區環繞條形n區，如圖3所示，矩形分布或者p型區環繞矩形n區，如圖4所示。對于具有條形分布p區結構的器件而言，條形分布的p區的面積明顯比矩形的大，因此比矩形P區具有更大的導通電阻。為了要達到同樣的設計電流需要提供更大的有源區的面積，所得到的器件的結電容也就比較大。而對于具有矩形分布p區結構的器件而言，由于相鄰矩形p區的4個頂點耗盡區不會形成矩形耗盡區，如圖5所示，這是由于矩形p區的邊角非平緩變化所致。通過擴大矩形的面積即p區的面積可以使相鄰p區之間4個頂點處的耗盡區發生重疊，從而使整個耗盡區連成一體。但是，這樣會帶來額外的耗盡區面積和周長。

為例解決上述問題，需要提供一種減少的結電容和導通電阻的肖特基二極管。

實用新型內容

根據本實用新型的一個方面，提供一種肖特基二極管，包括：

第一電極層，

位于所述第一電極層上第一導電類型的半導體襯底；

位于所述半導體襯底上的第一導電類型的半導體外延層；

形成在所述外延層中的有源區包括多個密排的第二導電類型的圓形摻雜區，

形成在所述外延層上且與所述摻雜區接觸的第二電極層，

其特征在于，

所述多個第二導電類型的圓形摻雜區的布置使得，在反向偏置電壓下，由所述摻雜區形成的耗盡區夾斷導通溝道。

優選地，所述多個第二導電類型的圓形摻雜區的布置使得，在反向偏置電壓下，對于任意兩兩近鄰的三個圓形摻雜區，每一圓形摻雜區的耗盡區邊緣經過該三個圓形摻雜區之間的中點。

優選地，所述第二導電類型圓形摻雜區的直徑大小使得在反向偏壓下該圓形摻雜區不發生穿通。

優選地，所述半導體是碳化硅。

優選地，該肖特基二極管是結勢壘肖特基二極管或PIN/肖特基混合二極管。

優選地，所述第一導電類型是n型而所述第二導電類型是p型；或者所述第一導電類型是p型，而所述第二導電類型是n型。

根據本實用新型的另一方面，提供一種肖特基二極管，包括：

第一電極層，

位于所述第一電極層上第一導電類型的半導體襯底；

位于所述半導體襯底上的第一導電類型的半導體外延層；

所述半導體外延層中的有源區包括其間具有多個密排的圓形外延層區域的第二導電類型的摻雜區，

形成在所述外延層上且與所述摻雜區接觸的第二電極層，

其特征在于，

所述多個圓形外延層區域和所述摻雜區的布置使得，在反向偏置電壓下，由所述摻雜區形成的耗盡區夾斷導通溝道。

優選地，相鄰圓形外延層區域之間的間隔使得在反向偏壓下所述摻雜區不發生穿通。

與現有技術相比，在相同的整流和耐壓性能情況下，本實用新型的肖特基二極管具有較大比例的肖特基接觸面積，相對較小的有源區面積，因而具有較小的導通電阻和結電容；在具有相同器件尺寸的情況下，本實用新型的肖特基二極管具有相同的耐壓性能和更高的電流值。

附圖說明

圖1示出被耗盡的有源區的截面示意圖；

圖2示出一種現有技術的肖特基二極管結構示意圖；