CN102184971A - 沟槽型碳化硅肖特基功率器件 - Google Patents

Abstract

本发明为沟槽型碳化硅肖特基功率器件，涉及电子元器件领域，现在所用的肖特基功率器件为由上金属电极，N型碳化硅层和下金属电极组成的平面结构，当器件电压反向偏置时，即上负下正，电流关断，但实际上很难完全关断，一般漏电流较大，为此，本发明设计了沟槽型结构，即在N型碳化硅层上开有多个沟槽，上金属电极延伸到沟槽中，在沟槽中上金属电极和N型碳化硅层之间也具有二氧化硅绝缘层，本发明大大提高了此区域的电阻，从而进一步减低了漏电流几十倍，本发明具有结构简单，加之方便，漏电流低的有益效果。

Description

沟槽型碳化硅肖特基功率器件

技术领域

本发明涉及电子元器件领域，尤其是半导体功率器件。

背景技术

当金属电极与半导体接触会产生整流效应，这一现象被科学家肖特基(Schottky)所发现，即发现了当金属与半导体接触，电流正、反向流过接触面时，接触面电阻值相差好几个数量级，如今这一现象被广泛应用于半导体器件上，包括许多功率器件上。

目前应用的结构形式是平面型结构，N型碳化硅半导体层和上、下金属电极都是平面接触，当器件电压正向偏置时，即上金属电极为正极，下金属电极为负极，肖特基接触面电阻非常小，电流开通，当上金属电极为负数，下金属电极为正极，肖特基接触面电阻增大，电流关断，但实际上很难完全关断，一般漏电流较大。

发明内容

本发明的目的为采用简单的结构在反向电压作用下，进一步降低漏电流。

实现上述发明目的采用的技术方案是N型碳化硅半导体层为沟槽型结构。具体方案为沟槽型碳化硅肖特基功率器件由上金属电极、N型碳化硅层、下金属电极组成，在上金属电极和N碳化硅层之间具有二氧化硅绝缘层，在N型碳化硅层上开有多个沟槽，上金属电极随着沟漕延伸到沟漕中，在沟漕中，上金属电极和N型碳化硅之间也具有二氧化碳硅绝缘层。

当本发明工作时，当器件电压正向偏置时，即上正下页，肖特基接触面电阻非常小，电流从相邻两个沟漕之间的平面上通过，固为沟漕的表面积大于两沟漕之间的平面面积，具有较平面上大得多的绝缘电阻，电流不会从沟漕内通过。当器件电压反向偏置时，即上页下正，肖特基接触面电阻非常高，电流降到很低，即只剩有所谓的漏电流，沟漕内的电压通过沟漕壁的绝缘层形成的电场耗尽相邻两个沟漕之间碳化硅的电子，大大提高了此区域的电阻，从而进一步减低漏电流。

由于沟漕型结构，在器件电压正向偏置时，沟漕区不参与导电，器件牺牲了导电面积，正向电流按肖特基接触面积对沟漕区面积的比例相应减小，但漏电流可减几十倍，沟漕型结构可应用于碳化硅功率器件的工作区域，进一步地应用于肖特基功率器件，更进一步地应用于对肖特基器件漏电流要求更低的场合。

本发明具有结构简单、加工方便、漏电流低的有益效果。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为现有技术的碳化硅肖特基二极管结构示意图；

图2为本发明的沟漕型碳化硅肖特基二极管结构示意图。

图中各标号的名称为：

1——上金属电极、2——N型碳化硅半导体层、3——下金属电极、4——二氧化硅绝缘层、5——沟槽结构。

具体实施方式

先用以下实施例并结合图对本发明技术方案作进一步说明。

图2显示了本发明的结构，在N型碳化硅半导体层2上开有多个沟槽5，在沟槽中间仍为上金属电极1，在沟槽与上金属电极之间具有二氧化硅绝缘层4。具体工艺过程如下：

(1)获得N碳化硅衬底上长有N外延层的材料；

(2)光刻和刻蚀器件沟槽；

(3)CDC二氧化硅；

(4)光刻和刻蚀二氧化硅；

(5)制作下电极与N碳化硅衬底欧姆接触；

(6)制作上电极与N碳化硅外延肖特机接触。

Claims (1)

1.沟槽型碳化硅肖特基功率器件，由上金属电极、N型碳化硅层和下金属电极组成，在上金属电极与N型碳化硅层之间具有二氧化硅绝缘层，其特征为在N型碳化硅层上开有多个沟槽，上金属电极随着沟槽延伸到沟槽中，在沟槽中上金属电极和N型碳化硅之间也具有二氧化硅绝缘层。

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