[發明專利]一種新型溝槽式肖特基整流器件及其制造方法

在審

• 申請號: 201611160133.0
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN106847935A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 李風浪
• 申請（專利權）人: 東莞市聯洲知識產權運營管理有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 連平

技術領域

本發明涉及半導體器件，特別涉及一種溝槽式肖特基整流器件及其制造方法。

技術背景

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。早先作為半導體整流器使用的PN結二極管，由于正向導通時需要克服PN結勢壘導致正向導通壓降高，以及正向導通時的少子注入導致開關速度慢，已經在很多應用領域被肖特基勢壘二極管取代。相對于PN結二極管，肖特基二極管具有正向開啟電壓低和開關速度快的優點。傳統的肖特基整流器件采用了臺面工藝，金屬半導體接觸的肖特基勢壘為單邊結，在提高器件速度的同時也引入了較大的反向漏電。

為改善傳統的臺面肖特基結構存在的不足，現有肖特基整流器在在傳統肖特基二極管結構中，加入溝槽MOS結構，利用MOS電容產生的耗盡層夾斷肖特基勢壘區，將肖特基勢壘區的反向電場引入器件內部，以提高肖特基的抗反向電壓能力。但是，溝槽柵結構占用了可導電表面積，使得器件在小電流下存在正向導通壓降偏大的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型溝槽式肖特基整流器件，改善溝槽柵結構導致導電面積減小，正向導通壓降變大的問題。

本發明的另一目的是上述溝槽式肖特基整流器件的制造方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種新型溝槽式肖特基整流器件，包括：第一導電類型襯底，形成于所述第一導電類型襯底上的第一導電類型導電層，形成于所述第一導電類型導電層上表層中的第一溝槽，填充所述第一溝槽的第一導電介質，形成于所述第一溝槽與所述第一導電介質之間的柵絕緣層，形成于所述第一導電類型導電層表面上的金屬電極層，金屬電極層與第一導電類型導電層形成第一肖特基勢壘，相鄰兩個第一溝槽之間形成n個深度小于第一溝槽的第二溝槽，n為正整數，所述第二溝槽內填充第二導電介質，所述第二導電介質與所述第一導電類型導電層形成第二肖特基勢壘，且所述第二肖特基勢壘高度不大于第一肖特基勢壘高度。

優選地，所述第二肖特基勢壘高度小于第一肖特基勢壘高度。

優選地，所述第二溝槽內的第二導電介質與第一溝槽內的第一導電介質通過柵絕緣層隔離。

優選地，所述第二溝槽形成在所述第一溝槽兩側。

優選地，所述第二導電介質與第一導電介質材料相同。

優選地，所述第二導電介質與金屬電極層材料相同。

一種新型溝槽式肖特基整流器件的制造方法，包括以下步驟：

(1)依次在第一導電類型襯底上外延生長第一導電類型導電層，在第一導電類型導電層上形成第一溝槽，在第一溝槽內壁形成柵絕緣層；

(2)在第一溝槽內填充第一導電介質；

(3)在相鄰兩個第一溝槽之間形成n個深度小于第一溝槽的第二溝槽，n為正整數；

(4)在第二溝槽內填充第二導電介質；

(5)第一導電類型導電層上表面形成金屬電極層。

優選地，所述第二導電介質與金屬電極層材料相同時，(4)、(5)步同時進行。

一種新型溝槽式肖特基整流器件的制造方法，包括以下步驟：

(1)依次在第一導電類型襯底上外延生長第一導電類型導電層，在第一導電類型導電層上形成第一溝槽，在第一溝槽內壁形成柵絕緣層；

(2)在相鄰兩個第一溝槽之間形成n個深度小于第一溝槽的第二溝槽，n為正整數；

(3)在第一溝槽以及第二溝槽內填充第一導電介質以及第二導電介質材料，第一導電介質與第二導電介質材料相同；

(4)第一導電類型導電層上表面形成金屬電極層。

優選地，所述第一導電介質與第二導電介質以及金屬電極層材料相同時，(3)、(4)步同時進行。

相對于現有技術，本發明具有以下有益效果：

本發明在相鄰兩個第一溝槽之間形成第二溝槽，第二溝槽深度小于第一溝槽，保證溝槽式肖特基整流器件的MOS電容產生的耗盡層可包圍第二溝槽以夾斷肖特基勢壘區，進而保證溝槽結構對反向電壓抗擊能力的提高作用，在此前提下，所述第二溝槽內填充第二導電介質，所述第二導電介質與所述第一導電類型導電層形成第二肖特基勢壘，第二溝槽以及第二溝槽內的第二導電介質的設置增加了肖特基接觸面積，第二肖特基勢壘高度不大于第一肖特基勢壘高度，確保了肖特結接觸面積增加有效降低正向導通壓降。

附圖說明

圖1為第一實施例結構示意圖；

圖2A-2E為第一實施例一種制造方法示意圖；