[發明專利]一種帶內外電位保護環的肖特基二極管

有效

• 申請號: 202110777557.6
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113471302B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 牛崇實;林和;洪學天;黃宏嘉
• 申請（專利權）人: 弘大芯源（深圳）半導體有限公司;晉芯電子制造（山西）有限公司;晉芯先進技術研究院（山西）有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L29/40
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 趙銀萍

本發明提供了一種帶內外電位保護環的肖特基二極管，包括：重摻雜硅襯底、輕摻雜外延層、輕摻雜區域以及保護介電層；其中，輕摻雜外延層與重摻雜硅襯底具有相同導電性，且在輕摻雜外延層與所述重摻雜硅襯底中通過預設方法生成所述輕摻雜區域；其中，在保護介電層中打開窗口，通過保護介電層形成與肖特基電極勢壘層的陽極金屬化，同時，保護介電層形成與肖特基電極勢壘層的陰極金屬化；其中，輕摻雜區域包括：內部保護環、外部電勢環以及內部保護環平行條紋，且在外部電勢環的外延層還包括：附加電勢環和N型限制環；基于上述方法使得肖特基二極管的反向電壓增加且降低了反向電流值，從而增加了肖特二極管的產品良率。

技術領域

本發明涉及電子工程技術領域，特別涉及一種帶內外電位保護環的肖特基二極管。

背景技術

目前，已知的肖特基二極管，包含一個n型導電性的重摻雜硅襯底，一個已形成的具有相同導電性的輕摻雜外延層和一個相反導電性類型的重摻雜保護環，一個保護性電介質薄膜層，在保護性電介質層中開窗口，與肖特基電極的勢壘層陽極金屬化，陰極的金屬化；

然而，由于摻雜劑的高濃度，具有外延層的保護環形成具有低擊穿電壓的PN結。因此，肖特基二極管的反向電壓不能超過幾十伏。另外，使用氧化硅作為保護性介電涂層材料導致在外延層的表面上存在電荷狀態，這導致保護環出現額外的反向電流，使反向電壓降低，并且肖特基二極管的成品良率降低，因此，本發明提供了一種帶內外電位保護環的肖特二極管。

發明內容

本發明提供一種一種帶內外電位保護環的肖特二極管，用以基于重摻雜硅襯底、輕摻雜外巖層、輕摻雜區域以及保護介電層，同時增加了附加電勢環和N型限制換，使得肖特基二極管的反向電壓增加且降低了反向電流值，從而增加了肖特二極管的產品良率。

一種帶內外電位保護環的肖特基二極管，包括：

重摻雜硅襯底、輕摻雜外延層、輕摻雜區域以及保護介電層；

其中，所述輕摻雜外延層與所述重摻雜硅襯底具有相同導電性，且在所述輕摻雜外延層與所述重摻雜硅襯底中通過預設方法生成所述輕摻雜區域，其中，所述輕摻雜區域與所述重摻雜硅襯底具有相反導電性；

其中，在所述保護介電層中打開窗口，通過所述保護介電層形成與肖特基電極勢壘層的陽極金屬化，同時，所述保護介電層形成與肖特基電極勢壘層的陰極金屬化；

其中，所述輕摻雜區域包括：內部保護環、外部電勢環以及內部保護環平行條紋，且在所述外部電勢環的外延層還包括：附加電勢環和N型限制環。

優選的，一種帶內外電位保護環的肖特基二極管，所述保護介電質層由厚度為0.05-0.5μm、氧濃度為5-15wt％的半絕緣多晶硅層，厚度為0.05-0.2μm的氮化硅和厚度為0.5-2.0μm以及磷濃度為2-7wt％的中溫磷硅酸鹽玻璃依次沉積而成。

優選的，一種帶內外電位保護環的肖特基二極管，所述附加電勢環的工作過程，包括：

當所述肖特基二極管處于反向偏置時，所述附加電勢環擴大表面結構，并基于擴大結果生成PN結耗盡區；

基于所述PN結耗盡區，降低所述肖特基二極管的橫向電場強度，同時，增加所述肖特二極管的反向電壓。

優選的，一種帶內外電位保護環的肖特基二極管，

所述保護介電質層種的半絕緣多晶硅層，用于用作電阻板，當肖特二極管處于反向偏置時，基于所述電阻板將所述肖特二極管的結構區域中的反向偏置電壓均勻分布。

優選的，一種帶內外電位保護環的肖特基二極管，

所述保護介電層包括：半絕緣多晶硅層、氮化硅層、溫磷硅玻璃層；

通過所述保護介電層形成與肖特基電極勢壘層的陽極金屬化，同時，所述保護介電層形成與肖特基電極勢壘層的陰極金屬化的具體工作步驟，包括：