[實用新型]增強型溝槽式整流器件

有效

• 申請號: 201420417571.0
• 申請日: 2014-07-25
• 公開（公告）號: CN203983297U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 徐吉程;毛振東;薛璐
• 申請（專利權）人: 蘇州硅能半導體科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 馬明渡;王健

技術領域

本實用新型涉及整流器件，特別涉及一種增強型溝槽式整流器件。?

背景技術

整流器件作為交流到直流的轉換器件，要求單向導通特性，即正向導通時開啟電壓低，導通電阻小，而反向時阻斷電壓高，反向漏電小。?

肖特基勢壘二極管作為整流器件已經在電源應用領域使用了數十年。相對于PN結二極管而言，肖特基勢壘二極管具有正向開啟電壓低和開關速度快的優點，這使其非常適合應用于開關電源以及高頻場合。肖特基勢壘二極管的反向恢復時間非常短，該時間主要由器件的寄生電容決定，而不像PN結二極管那樣由少子復合時間決定。因此，肖特基勢壘二極管整流器件可以有效的降低開關功率損耗。?

肖特基勢壘二極管是利用金屬與半導體接觸形成的金屬－半導體結原理制作的。傳統的平面型肖特基勢壘二極管器件通常由位于下方的高摻雜濃度的N?+襯底和位于上方的低摻雜濃度的N－外延生長層構成，高摻雜濃度的N?+襯底底面沉積下金屬層形成歐姆接觸，構成肖特基勢壘二極管的陰極；低摻雜濃度的N－外延生長層頂面沉積上金屬層形成肖特基勢壘接觸，構成肖特基勢壘二極管的陽極。金屬與N型單晶硅的功函數差形成勢壘，該勢壘的高低決定了肖特基勢壘二極管的特性，較低的勢壘可以減小正向導通開啟電壓，但是會使反向漏電增大，反向阻斷電壓降低；反之，較高的勢壘會增大正向導通開啟電壓，同時使反向漏電減小，反向阻斷能力增強。然而，與pn結二極管相比，傳統的平面型肖特基勢壘二極管總體來說反向漏電大，反向阻斷電壓低。?

發明內容

本實用新型目的是提供一種增強型溝槽式整流器件，其調制器件反向偏置時候的電場分布，增強器件反向電壓阻斷能力，并為器件性能調整提供更多靈活性。?

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種增強型溝槽式整流器件，在俯視平面上，該器件的有源區由若干個肖特基勢壘二極管單胞并聯構成，此肖特基勢壘二極管單胞的縱向截面上，每個肖特基勢壘二極管單胞包括位于硅片背面下金屬層，位于所述下金屬層上方重摻雜第一導電類型的襯底層，此襯底層與下金屬層之間形成歐姆接觸，位于所述襯底層上方輕摻雜第一導電類型的外延層，位于所述外延層上方的上金屬層，從所述外延層上表面并延伸至外延層中部的溝槽，相鄰溝槽之間外延層區域形成第一導電類型的單晶硅凸臺，此單晶硅凸臺頂面與上金屬層之間形成肖特基勢壘接觸；一柵溝槽位于所述溝槽內，此柵溝槽內填充有導電多晶硅并與上金屬層之間形成歐姆接觸，所述柵溝槽和外延層之間均通過二氧化硅隔離；?

所述單晶硅凸臺內并貼附于溝槽側表面具有第二導電類型摻雜區，此第二導電類型摻雜區頂部與外延層上表面之間具有重摻雜第二導電類型摻雜區，所述第二導電類型摻雜區和重摻雜第二導電類型摻雜區均與外延層形成pn結界面。

上述技術方案中進一步改進的技術方案如下：?

作為優選方案，所述第二導電類型摻雜區和重摻雜第二導電類型摻雜區另一側具有第一導電類型的外延分層，外延分層下表面高于所述第二導電類型摻雜區下表面，此外延分層位于外延層上部且外延分層的摻雜濃度大于外延層的摻雜濃度。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點和效果：?

本實用新型在高于溝槽底部的單晶硅凸臺一側引入P型摻雜區域，調制器件反向偏置時候的電場分布，增強器件反向電壓阻斷能力。同時，可針對不同的P型區域摻雜濃度，調整與之對應的單晶硅凸臺另外一側的N型區域摻雜濃度，為器件性能調整提供更多靈活性。另外，用導電多晶硅代替金屬，填入溝槽中，相較金屬，導電多晶硅有更強的縫隙填充能力，為器件結構設計提供更多靈活型；其次，本實用新型結構對電場分布進一步調制，電場強度在溝槽底部附近出現峰值后，可以繼續維持較高的值，如圖2中電場強度曲線所示。電場強度曲線所包圍的面積對應器件反向偏置時候的反向阻斷電壓，圖2中斜線陰影區域對應傳統溝槽器件（左側結構）的反向阻斷電壓，斜線陰影區域與十字線陰影區域之和對應本實用新型具有pn結結構溝槽器件（右側結構）的反向阻斷電壓，十字線陰影區域即為pn結結構帶來的反向阻斷電壓增加部分。

附圖說明

附圖1為本實用新型增強型溝槽式整流器件結構示意圖；?

附圖2為本實用新型器件與傳統溝槽結構器件反向偏置電場強度分布曲線對比圖。