[發明專利]一種集成了周邊RCsnubber結構的碳化硅SBD器件元胞結構

在審

• 申請號: 201810059254.9
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN108133966A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 袁俊;黃興;倪煒江;徐妙玲;張敬偉;牛喜平;李明山;竇娟娟;陳欣璐;呂樅;耿偉
• 申請（專利權）人: 北京世紀金光半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/40
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 張宇鋒

本發明公開了一種集成了周邊RC snubber結構的碳化硅SBD器件元胞結構，所述元胞結構的JTE區外圍和劃片道之間設置了多個深溝槽結構，所述深溝槽結構內依次填充高介電常數介質和多晶硅/致密性孔洞填充特性好的金屬，并從所述多晶硅/致密性孔洞填充特性好的金屬上用金屬引出RC電極。器件工作時，RC電極可以直接和SBD陽極相連，也可以單獨引出匹配其他離散元件。本申請通過在碳化硅SBD器件元胞中集成RC snubber結構，能在一個緊湊的封裝中直接吸收SBD開關過程中的高頻電壓尖峰，增強SBD器件的耐壓能力和抗干擾能力，增強器件可靠性，減少電路設計中需要匹配的snubber元件。

技術領域

本發明屬于H01L 27/00類半導體器件技術領域，具體涉及一種集成了周邊RCsnubber結構的碳化硅SBD器件元胞結構。

背景技術

SiC作為近十幾年來迅速發展的寬禁帶半導體材料，與其它半導體材料，比如Si，GaN及GaAs相比，SiC材料具有寬禁帶、高熱導率、高載流子飽和遷移率、高功率密度等優點。SiC可以熱氧化生成二氧化硅，使得SiC MOSFET及SBD等功率器件和電路的實現成為可能。自20世紀90年代以來，SiC MOSFET和SBD等功率器件已在開關穩壓電源、高頻加熱、汽車電子以及功率放大器等方面取得了廣泛的應用。

目前，碳化硅肖特基二極管(Schottky barrier diodes，以下簡稱SBD)器件，主要應用于各種高頻開關電源中。在器件工作過程中會承受高頻的電壓尖峰，有時需要在電路設計中匹配合適的RC snubber元器件，以改善輸出電壓電流的紋波，以及避免引起器件的可靠性問題及電路的振蕩。在比較緊湊的設計中，RC snubber元器件的匹配會占用電路面積，同時離散元器件自身的分立封裝和相互間的連線寄生電感在高頻時也會引起更多的電路寄生參數。本發明主要針對這一問題，提出一種在SBD器件中直接集成RC snubber結構，吸收緩和高頻尖峰，抑制電路中的EMI，使電路系統更加緊湊和可靠。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種集成了周邊RC snubber結構的碳化硅SBD器件元胞結構，其通過在碳化硅SBD器件元胞中集成RC snubber結構，能在一個緊湊的封裝中直接吸收SBD開關過程中的高頻電壓尖峰，增強SBD器件的耐壓能力和抗干擾能力，增強器件可靠性，減少電路設計中需要匹配的snubber元件。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種集成了周邊RC snubber結構的碳化硅SBD器件元胞結構，所述元胞結構的JTE區外圍和劃片道之間設置了多個深溝槽結構，所述深溝槽結構內依次填充高介電常數介質和多晶硅/致密性孔洞填充特性好的金屬，并從所述多晶硅/致密性孔洞填充特性好的金屬上用金屬引出RC電極。

進一步，所述深溝槽結構由ICP，RIE或激光燒孔工藝制作而成。

進一步，所述高介電常數介質為SiO₂、SiNx、Al₂O₃、AlN、HfO₂、MgO、Sc₂O₃、Ga₂O₃、AlHFOx、HFSiON中的一種或任意幾種。

進一步，所述致密性孔洞填充特性好的金屬為鎢或鈦。

本發明具有以下有益技術效果：