[實用新型]一種復合溝槽型肖特基二極管器件

有效

• 申請號: 202222680748.3
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN218632054U
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 張小辛;李秋梅;艾治州
• 申請（專利權）人: 華潤微電子（重慶）有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;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

本實用新型提供一種復合溝槽型肖特基二極管器件，該器件包括襯底、外延層、溝槽結構陣列、肖特基金屬層、正面金屬電極層及背面金屬電極層，其中，外延層位于襯底的正面；溝槽結構陣列位于外延層中并包括多個排列成至少兩行及至少兩列的溝槽結構陣列單元，每個溝槽結構陣列單元包括多個相互平行且間隔設置的線型溝槽結構，相鄰兩個溝槽結構陣列單元中的線型溝槽結構的延伸方向互相垂直；肖特基金屬層位于外延層的正面并覆蓋線型溝槽結構；正面金屬電極層位于肖特基金屬層上；背面金屬電極層位于襯底的背面。本實用新型的復合型溝槽器件設計可以有效改善晶圓翹曲問題，降低器件位錯等缺陷，同時可進一步改善電場分布，有助于提高器件穩定性。

技術領域

本實用新型屬于半導體集成電路技術領域，涉及一種復合溝槽型肖特基二極管器件。

背景技術

肖特基二極管是以貴金屬(銀Ag，鉑pt等)為正極，半導體為負極，利用貴金屬和半導體接觸面上形成的勢壘具有整流特性而制作的半導體器件，溝槽型肖特基二極管是在平面型肖特基二極管基礎上利用了金屬-半導體-硅的MOS效應而制作出來的。溝槽型肖特基二極管比平面型肖特基二極管具有更高的耐壓，更低的反向漏電，更低的正向電壓，更寬的安全工作范圍，開關損耗更小等優點，因此廣泛運用于太陽能電池、開關電源等多種領域。

溝槽型肖特基二極管器件在工藝制造過程中，進行溝槽刻蝕以及溝槽填充時，晶圓受到不均勻應力，這會產生嚴重的晶圓翹曲問題，還會導致芯片發生位錯等硅缺陷，影響器件性能。因此如何降低芯片翹曲度是溝槽型肖特基二極管芯片設計中考慮的關鍵因素之一。

現有的溝槽型肖特基二極管主要是通過在芯片中形成單個方向、平行、等距的溝槽來抵御芯片翹曲問題。具體而言，一片晶圓由多個晶粒(芯片die)組成，請參閱圖1，顯示為一個晶粒中的溝槽排布圖，其中，多個溝槽101均往同一方向延伸，相互平行且間隔設置。但是隨著溝槽間距的不斷縮小，這種設計的晶圓僅能減弱單一方向的應力集中，晶圓翹曲問題并不能有效解決，還會導致位錯等缺陷。

因此，如何改進溝槽型肖特基二極管器件的溝槽布局設計，使得器件能夠在不改變現有工藝和不增加制作成本的基礎上有效改善晶圓翹曲問題，降低器件位錯等缺陷，同時進一步改善電場分布，提高器件穩定性，成為本領域技術人員亟待解決的一個重要技術問題。

應該注意，上面對技術背景的介紹只是為了方便對本申請的技術方案進行清楚、完整的說明，并方便本領域技術人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術部分進行了闡述而認為上述技術方案為本領域技術人員所公知。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種復合溝槽型肖特基二極管器件，用于解決現有技術中隨著溝槽間距尺寸的越來越小，晶圓發生翹曲的問題越來越嚴重，還容易導致位錯等缺陷的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種復合溝槽型肖特基二極管器件，包括：

襯底，包括相對設置的正面與背面；

外延層，位于所述襯底的正面；

溝槽結構陣列，位于所述外延層中并自所述外延層的正面往所述外延層的背面方向延伸，所述溝槽結構陣列包括多個排列成至少兩行及至少兩列的溝槽結構陣列單元，所述溝槽結構陣列單元包括多個相互平行且間隔設置的線型溝槽結構，相鄰兩個溝槽結構陣列單元中的線型溝槽結構的延伸方向互相垂直；

肖特基金屬層，位于所述外延層的正面并覆蓋所述線型溝槽結構；

正面金屬電極層，位于所述肖特基金屬層上；

背面金屬電極層，位于所述襯底的背面。

可選地，所述復合溝槽型肖特基二極管器件還包括位于所述外延層中并自所述外延層的正面往所述外延層的背面方向延伸的一個或多個環形溝槽結構，所述環形溝槽結構環設于所述溝槽結構陣列的外圍。