[發明專利]一種溝槽型肖特基二極管終端結構及其制作方法

在審

• 申請號: 202010767552.0
• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN114068668A
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 羅厚彩;張小辛;粟笛
• 申請（專利權）人: 華潤微電子（重慶）有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/36;H01L29/40;H01L29/872;H01L21/329
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 劉星

本發明提供一種溝槽型肖特基二極管終端結構及其制作方法，該終端結構包括第一導電類型襯底、第一導電類型外延層、多個元胞區溝槽結構、多個終端區溝槽結構、一過渡區溝槽結構、多個第二導電類型場限環結構、絕緣介質層、開口、正面肖特基陽極及背面陰極。本發明在終端區引入P型注入區，利用溝槽陣列將P型注入區阻隔形成多個場限環結構，同時使部分終端區溝槽結構與金屬電極產生接觸，形成極性場板與浮空場板的搭配組合，可緩解溝槽型肖特基器件在終端區的電場變化梯度，從而降低器件的反向漏電流，提高器件的反向擊穿電壓。此外，本發明的終端結構可使用更高的外延層濃度來實現與傳統結構相同的耐壓能力，有利于降低器件的導通電阻和正向電壓。

技術領域

本發明屬于半導體集成電路領域，涉及一種溝槽性肖特基二極管終端結構及其制作方法。

背景技術

肖特基二極管器件由于具有較低的正向導通壓降以及非常短的反向恢復時間，被大量使用在開關電源、變頻器以及電力轉換系統中。近年來，隨著溝槽技術的發展，肖特基器件結構由傳統的平面型向溝槽型轉變。溝槽型肖特基結構的器件在承受反向電壓時，最大電場強度區域主要集中在溝槽底部，減弱了肖特基部分的電場，與傳統平面型肖特基二極管相比，溝槽型器件大大降低了器件的反向漏電流。然而，溝槽型肖特基器件中由于溝槽結構的存在，終端區域的曲率效應使其在該區域的電場比元胞區的電場強度大得多，導致溝槽型肖特基二極管器件的耐壓難以提升到較高的水平。實現高電壓溝槽型肖特基器件的關鍵問題在于終端區結構的設計。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種溝槽性肖特基二極管終端結構及其制作方法，用于解決現有技術中溝槽型肖特基二極管器件的耐壓水平有待提高的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種溝槽型肖特基二極管終端結構，包括：

第一導電類型襯底；

第一導電類型外延層，位于所述第一導電類型襯底上，并劃分為元胞區及終端區；

多個元胞區溝槽結構，位于所述第一導電類型外延層中，并位于所述元胞區；

多個終端區溝槽結構，位于所述第一導電類型外延層中，并位于所述終端區；

一過渡區溝槽結構，位于所述第一導電類型外延層中，并位于所述元胞區與所述終端區的交界處；

多個第二導電類型場限環結構，位于所述第一導電類型外延層中，并位于所述終端區，多個所述第二導電類型場限環結構與多個所述終端區溝槽結構在所述終端區中交替排列；

絕緣介質層，位于所述第一導電類型外延層上；

開口，上下貫穿所述絕緣介質層，所述開口暴露出所述元胞區溝槽結構的導電部分、所述過渡區溝槽結構的導電部分及至少一所述終端區溝槽結構的導電部分；

正面肖特基陽極，位于所述絕緣介質層上，并填充進所述開口以與所述元胞區溝槽結構、所述過渡區溝槽結構及至少一所述終端區溝槽結構電連接；

背面陰極，位于所述第一導電類型襯底下方。

可選地，所述第二導電類型場限環結構的底面高于所述終端區溝槽結構的底面；由多個所述第二導電類型場限環結構與多個所述終端區溝槽結構組成的交替排列結構的首尾兩端中，至少有一端為所述第二導電類型場限環結構。

可選地，所述元胞區溝槽結構、所述終端區溝槽結構及所述過渡區溝槽結構均填充有導電材料，所述元胞區溝槽結構、所述終端區溝槽結構及所述過渡區溝槽結構的溝槽內壁與所述導電材料間設有柵介質層。

可選地，所述終端區溝槽結構的寬度大于或等于所述元胞區溝槽結構的寬度。

可選地，相鄰所述終端區溝槽結構的間距小于或等于相鄰所述元胞區溝槽結構的間距。