[發明專利]一種大功率高壓肖特基勢壘二極管

有效

• 申請號: 202011181382.4
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112289867B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 馬文力;李浩;徐婷
• 申請（專利權）人: 揚州國宇電子有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L21/329;H01L29/06
• 代理公司: 南京源點知識產權代理有限公司 32545
• 代理人: 羅超

本發明公開了二極管技術領域內的一種大功率高壓肖特基勢壘二極管，包括：背面金屬層；N+襯底，N+襯底設置于背面金屬層上方；N外延層，N外延層設置于N+襯底上方，N外延層上部設置有重摻雜陽極區；金屬硅化物層，金屬硅化物層設置于N外延層上方，金屬硅化物層與重摻雜陽極區接觸；正面金屬層，正面金屬層設置于金屬硅化物層上方且覆蓋金屬硅化物層。該二極管的重摻雜陽極區配合其上的金屬硅化物層和正面金屬層形成獨立的ESD放電區，減少對二極管SSG能力的影響，能夠使芯片同時獲得極高的ESD能力和SSG能力，從而大幅提升器件的可靠性。

技術領域

本發明涉及二極管技術領域，特別涉及一種大功率高壓肖特基勢壘二極管。

背景技術

肖特基勢壘二極管是以其發明人肖特基博士命名的，它利用了金屬與半導體接觸形成的金屬－半導體結原理。因此，SBD也稱為金屬－半導體(接觸)二極管或表面勢壘二極管，它是一種單載流子二極管。

當前，大功率高壓肖特基勢壘二極管逐漸向高可靠性方向發展，大功率高壓肖特基勢壘二極管的可靠性受到越來越多的客戶重視，典型的可靠性指標有HTRB、PCT、IFSM、ESD、SSG等，其中ESD 能力和SSG能力尤其受到高壓大功率SBD客戶的關注。然而，傳統大功率高壓肖特基勢壘二極管ESD與SSG之間存在矛盾，即提升 ESD能力會導致SSG能力的降低，反之亦然。

發明內容

本申請通過提供一種大功率高壓肖特基勢壘二極管，解決了現有技術中傳統大功率高壓肖特基勢壘二極管ESD與SSG能力的折中限制，能夠使器件同時獲得極高的ESD能力和SSG能力。

本申請實施例提供了一種大功率高壓肖特基勢壘二極管，包括：

背面金屬層；

N+襯底，所述N+襯底設置于所述背面金屬層上方；

N外延層，所述N外延層設置于所述N+襯底上方，所述N外延層上部設置有重摻雜陽極區；

金屬硅化物層，所述金屬硅化物層設置于所述N外延層上方，所述金屬硅化物層與所述重摻雜陽極區接觸；

正面金屬層，所述正面金屬層設置于所述金屬硅化物層上方且覆蓋所述金屬硅化物層。

上述實施例的有益效果在于：N外延層上部設置有重摻雜陽極區，配合其上的金屬硅化物層和正面金屬層形成獨立的ESD放電區，本結構在二極管有源區內設置獨立的ESD放電區域，減少對二極管SSG 能力的影響，能夠使芯片同時獲得極高的ESD能力和SSG能力，從而大幅提升器件的可靠性。

在上述實施例基礎上，本申請可進一步改進，具體如下：

在本申請其中一個實施例中，所述N外延層上表面開設有溝槽，所述重摻雜陽極區設置于所述溝槽底部。金屬硅化物層配合溝槽覆蓋重摻雜陽極上表面，正面金屬層位于金屬硅化物層上方并填充溝槽，從而顯著降低重摻雜陽極的串聯電阻，提高器件的ESD能力。

在本申請其中一個實施例中，重摻雜陽極區摻雜劑量范圍為 3e¹⁴/cm²～3e¹⁶/cm²。劑量低于3e¹⁴/cm²時，ESD保護作用較差，劑量高于3e¹⁶/cm²時，ESD保護能力不再隨劑量的增加而提升。

在本申請其中一個實施例中，重摻雜陽極區摻雜劑量范圍為 1e¹⁵/cm²～1e¹⁶/cm²。綜合考慮成本與ESD保護效果，重摻雜陽極區的摻雜劑量控制在1e¹⁵/cm²～1e¹⁶/cm²時，成本較低，ESD保護效果較好。