[實用新型]一種基于碳化硅的肖特基PIN二極管有效

申請號：	202022141553.2	申請日：	2020-09-25
公開（公告）號：	CN212783463U	公開（公告）日：	2021-03-23
發明（設計）人：	陳利;陳譯;陳彬	申請（專利權）人：	廈門芯一代集成電路有限公司
主分類號：	H01L29/872	分類號：	H01L29/872;H01L29/868;H01L27/06
代理公司：	廈門荔信航知專利代理事務所(特殊普通合伙) 35247	代理人：	蘇娟
地址：	361000 福建省廈門市中國(福建)***	國省代碼：	福建;35
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于碳化硅肖特基 pin 二極管
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【說明書】：

本實用新型公開了一種基于碳化硅的肖特基PIN二極管，該器件包括：半導體襯底，在半導體襯底上的N型重摻雜區，在N型重摻雜區上的N型輕摻雜區和低摻雜本征半導體區，在N型輕摻雜區上的金屬區，在低摻雜本征半導體區上的P型摻雜區，在P型摻雜區、低摻雜本征半導體區和金屬區的上表面的正極，在N型重摻雜區上表面的負極，在N型輕摻雜區上表面的硅氧化物絕緣區。該器件通過金屬區和N型輕/重摻雜區構成的肖特基二極管，和P型摻雜區、低摻雜本征半導體區和N型重摻雜區構成的PIN二極管，可以有效地降低該半導體器件的開關損耗和提高其開關速度。

技術領域

本實用新型涉及半導體器件技術領域，具體涉及一種基于碳化硅的肖特基PIN二極管。

背景技術

碳化硅(SiC)材料具有禁帶寬度大、臨界擊穿場強高、熱導率大、飽和電子漂移速度高和介電常數低等優點，被廣泛應用于高頻、大功率、耐高溫、抗輻射等電子器件中。其中碳化硅肖特基二極管具有多數導電載子，當施加正向偏壓，該碳化硅肖特基二極管具有低導通電壓，當施加電壓從正向導通向反向阻斷轉換時，幾乎沒有反向恢復電流，可以快速恢復，但在逆向偏壓下由于肖特基勢壘降低效應，會產生嚴重的漏電流現象；碳化硅PIN二極管在正向偏壓下也具有低導通電壓，但在電流換向時會出現反向恢復電流，進而產生關斷損耗功率。因此，為了實現降低碳化硅二極管的漏電流效應和快速恢復碳化硅二極管的開關轉換，以及降低碳化硅二極管的開關損耗功率，本實用新型設計一種基于碳化硅的肖特基PIN二極管。

實用新型內容

本實用新型為一種基于碳化硅的肖特基PIN二極管，采用肖特基二極管和PIN二極管的組合，有效地降低該半導體器件的開關損耗和提高其開關速度，進而提高該半導體器件的電學性能。

本實用新型的技術方案具體如下：

一種基于碳化硅的肖特基PIN二極管，包括：半導體襯底，N型重摻雜區，N型輕摻雜區，低摻雜本征半導體區，金屬區，P型摻雜區，正極和負極，硅氧化物絕緣區。

進一步設置，半導體襯底上表面形成N型重摻雜區，在N型重摻雜區上設有N型輕摻雜區和低摻雜本征半導體區，且N型重摻雜區的面積比N型輕摻雜區的面積大。

如此設置，采用N型輕摻雜區可以有效地形成金屬-半導體的肖特基接觸。

進一步設置，在N型輕摻雜區上設有金屬區，在低摻雜本征半導體區上設有P型摻雜區，且P型摻雜區與N型重摻雜區之間的低摻雜本征半導體區的厚度比P型摻雜區與金屬區之間的低摻雜本征半導體區的寬度小。

如此設置，采用N型輕/重摻雜區和金屬區可以形成肖特基二極管，采用P型摻雜區、低摻雜本征半導體區和N型重摻雜區可以形成PIN二極管。

進一步設置，在P型摻雜區、低摻雜本征半導體區和金屬區的上表面設有正極，在N型重摻雜區上表面設有負極，在N型輕摻雜區上表面形成硅氧化物絕緣區，其中該金屬區的材料為金屬銅材料或者金屬鋁材料或者貴金屬材料，該器件的正極和負極材料采用金屬銅材料或者金屬鋁材料。

進一步設置，半導體襯底材料為半導體SiC基材料。

(三)有益效果

本實用新型專利采用基于碳化硅的肖特基PIN二極管，可以有效地降低該半導體器件的開關損耗和提高半導體器件的開關速度，進而提高該二極管器件的電學性能和集成化。