[發明專利]一種高頻快恢復二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201711465726.2
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108183135B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 王興龍;王利軍;鄧令;劉章利
• 申請（專利權）人: 重慶平偉伏特集成電路封測應用產業研究院有限公司
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L21/329;H01L29/06
• 代理公司: 重慶市前沿專利事務所(普通合伙) 50211
• 代理人: 顧曉玲

本發明公開了一種高頻快恢復二極管，該二極管在襯底層上設置有與襯底層導電類型相同的外延層，在外延層上設置有M個擴散環，擴散環的導電類型與外延層的導電類型相反，在同一BSIT結構擴散環的相鄰環之間的外延層上設置有與外延層導電類型相同的摻雜層，摻雜層橫向延伸入相應擴散環內部一定距離，在摻雜層之上設置有第一金屬層形成肖特基勢壘；在形成的器件表面墊積絕緣保護層，絕緣保護層上設置有貫通至第一金屬層和擴散環的金屬接觸孔，在絕緣保護層上設置有正面金屬層；在襯底層之下設置有背面金屬層。本發明能夠降低正向電壓導通時的損耗，大幅度降低反向漏電，以及大幅度提高反向耐壓。

技術領域

本發明涉及一種二極管技術領域，特別是涉及一種高頻快恢復二極管及其制造方法。

背景技術

目前，傳統的肖特基二極管(Schottky diode)的結構，肖特基勢壘為位于表層金屬與硅外延層之間形成的一個肖特基勢壘。在正向電壓時可以導通大正向電流；而在反向電壓的情況下阻止電流流通，只有少量的反向漏電發生。但當反向偏壓加大，反向漏電會隨著加大，而且傳統的肖特基二極管結構反向電壓值一般在300V以下，但因其勢壘層的存在，恢復時間普遍很小(TRR＜15ns)，具有高頻應用特性。而目前隨著電路應用要求的不斷提升中對二極管高頻、高耐壓的性能需求不斷提高。常規的FR系列雖然電壓能夠達到1000V以上，但其TRR能力依然在百納秒級；而HER/SF等系列雖然能夠實現幾十納秒級，但正向電壓偏大且工藝實現參數一致性的能力較差。

為了克服以上應用問題，同時降低正向電壓導通時的損耗，設計出達到反向漏電大幅度降低的目的，大幅度提高反向耐壓，是現目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種高頻快恢復二極管，該二極管包括襯底層，在襯底層上設置有與襯底層導電類型相同的外延層，在外延層上設置有M個擴散環，所述擴散環的導電類型與外延層的導電類型相反，所述M為不小于3的正整數，

當M＝3時，所述擴散環包括BSIT結構擴散環，

當M≠3時，包括BSIT結構擴散環，或包括BSIT結構擴散環和增壓環；

在同一BSIT結構擴散環的相鄰環之間的外延層上設置有與外延層導電類型相同的摻雜層，所述摻雜層橫向延伸入相應擴散環內部一定距離，在所述摻雜層之上設置有第一金屬層形成肖特基勢壘；

在形成的器件表面墊積絕緣保護層，所述絕緣保護層上設置有貫通至第一金屬層和擴散環的金屬接觸孔，在所述絕緣保護層上設置有正面金屬層；

在所述襯底層之下設置有背面金屬層。

本發明具有BSIT結構的常關斷特性與肖特基勢壘的快恢復特性,通過設置增壓環提高了耐壓特性。

在本發明的一種優選實施方式中，所述M＝7。此時可以是1個BSIT結構擴散環，4個增壓環，增壓環為BSIT結構擴散環提供一定的電壓，為正向導通時提供更快導通的條件，同時提高了耐壓特性。

在本發明的一種優選實施方式中，擴散環的參數：長度為10um、深度為20～22um、濃度為5～7×10¹⁶cm^-3。

在本發明的一種優選實施方式中，摻雜層的參數：深度為1～2um，寬度為4～5um，濃度為5～7×10¹⁶cm^-3。

保證本發明BSIT結構的常關斷特性與肖特基勢壘的快恢復特性,通過設置增壓環提高了耐壓特性的實現。

在本發明的一種優選實施方式中，增壓環之間或增壓環與BSIT結構擴散環之間距離為11um。保證增壓效果。

在本發明的一種優選實施方式中，同一BSIT結構擴散環的相鄰環之間距離為3～4um。保證實現BSIT結構的常關斷特性。