CN206179874U - 一种浅埋层高压肖特基整流器 - Google Patents
一种浅埋层高压肖特基整流器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种浅埋层高压肖特基整流器，其特征在于：包括重掺杂第一导电类型衬底层、轻掺杂第一导电类型外延层、第二导电类型保护环区、第一导电类型浅埋层、肖特基势垒层、场介质层、阳极金属层和阴极金属层。所述第二导电类型保护环区覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层之上的部分表面。所述第一导电类型浅埋层浮空于轻掺杂第一导电类型外延层内部。所述第一导电类型浅埋层与第二导电类型保护环区接触或者不接触。所述肖特基势垒层覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层之上的部分表面和第二导电类型保护环区之上的部分表面。所述场介质层覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层之上的部分表面。所述阳极金属层覆盖于介质层和肖特基势垒层之上。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率半导体器件技术领域，具体是一种浅埋层高压肖特基整流器。
背景技术
功率半导体整流器，广泛应用于功率转换器和电源中。两种常见的高压半导体整流器结构分别是PIN高压整流器和肖特基高压整流器。
其中PIN整流器正向压降大，反向恢复时间长，但漏电较小，并且具有优越的高温稳定性，主要应用于300V以上的中高压范围。
肖特基势垒整流器主要应用于200V以下的中低压范围，其正向压降小，反向恢复时间短，但反向漏电流较高，高温可靠性较差。
在肖特基整流器的实际应用中，除了对高击穿电压，低正向压降和低漏电流的要求外，高可靠性也是必不可少的设计要求。已经公开的典型的肖特基整流器，为了实现高的抗冲击可靠性，通常在有源区表面普遍形成一层杂质浓度高于外延层杂质浓度的表面高杂质浓度区。这样的肖特基整流器有高的抗冲击可靠性，但也正是由于表面高杂质浓度区的存在，其漏电流变大。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决现有技术中漏电流大的问题。
为实现本实用新型目的而采用的技术方案是这样的，一种浅埋层高压肖特基整流器，其特征在于：包括重掺杂第一导电类型衬底层、轻掺杂第一导电类型外延层、第二导电类型保护环区、第一导电类型浅埋层、肖特基势垒层、场介质层、阳极金属层和阴极金属层。
所述重掺杂第一导电类型衬底层覆盖于阴极金属层之上。
所述轻掺杂第一导电类型外延层覆盖于重掺杂第一导电类型衬底层之上。
所述第二导电类型保护环区覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层之上的部分表面。
所述第一导电类型浅埋层浮空于轻掺杂第一导电类型外延层内部。所述第一导电类型浅埋层与第二导电类型保护环区接触或者不接触。
所述肖特基势垒层覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层之上的部分表面和第二导电类型保护环区之上的部分表面。
所述场介质层覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层之上的部分表面。
所述阳极金属层覆盖于介质层和肖特基势垒层之上。
进一步，所述第二导电类型保护环区为闭合状的环形结构。环形包围的中间区域为有源区。
进一步，所述场介质层位于有源区外部。所述肖特基势垒层位于有源区内部。
进一步，所述场介质层还覆盖于第二导电类型保护环区之上的部分表面。所述场介质层与第一导电类型浅埋层不接触。所述场介质层与肖特基势垒层不重叠。
本实用新型的技术效果是毋庸置疑的，本实用新型中的浅埋层高压肖特基整流器及其制作方法，制作所得的产品保持高击穿电压，低正向压降和高抗冲击可靠性的前提下，具有低漏电流的优点。
附图说明
图1为本实用新型实施例的新器件1剖面结构示意图；
图2为本实用新型实施例的新器件2剖面结构示意图；
图3为本实用新型实施例的新器件正向特性曲线对比示意图；
图4为本实用新型实施例的新器件反向特性曲线对比示意图；
图中：重掺杂第一导电类型衬底层10、轻掺杂第一导电类型外延层20、第二导电类型保护环区21、第一导电类型浅埋层22、肖特基势垒层23、场介质层30、阳极金属层40和阴极金属层50。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但不应该理解为本实用新型上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本实用新型上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本实用新型的保护范围内。
实施例1：
如图1所示，本实施例制作的浅埋层高压肖特基整流器，即新器件1，其特征在于：包括N+型衬底层10、N型外延层20、P型保护环区21、N型浅埋层22、肖特基势垒层23、场介质层30、阳极金属层40和阴极金属层50。第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。
所述N型外延层20覆盖在N+型衬底层10之上。所述N+型衬底层10为掺杂浓度19次方以上的砷杂质衬底。所述N型外延层20为杂质浓度2×1015cm-3的磷杂质外延层。
所述P型保护环区21覆盖在N型外延层20的部分区域。P型保护环区21是闭合的环形结构，其环绕的中间区域称为有源区。所述P型保护环区21采用剂量3×1013cm-2的硼注入后1100度退火形成。
所述N型浅埋层22浮空于N型外延层20内部,并位于有源区内，且与P型保护环区21接触；所述N型浅埋层22采用剂量为5×1011cm-2，能量为1000KeV的砷注入后经过高温快速退火形成，高温退火的条件选为1000摄氏度，30秒钟。
所述场介质层30覆盖于N型外延层20之上的部分表面。所述场介质层30位于有源区外。所述场介质层30还覆盖于P型保护环区21之上的部分表面；所述场介质层30与N型浅埋层22不接触；所述场介质层30与肖特基势垒层23不重叠。所述场介质层30约1微米。
所述肖特基势垒层23覆盖于N型外延层20之上的部分表面和P型保护环区21之上的部分表面；所述肖特基势垒层23位于有源区内；所述肖特基势垒层23由铂金属和硅形成的合金构成。
所述阳极金属层40连接肖特基势垒层23，同时，所述阳极金属层40还覆盖在场介质层30之上。
所述阴极金属层50位于N+型衬底层10之下。
图3给出了本实施例新器件1的正向特性曲线。与常规器件相比，同样的阳极电流下，新器件1的正向导通电压差不多与常规器件的正向导通电压相同，因此新器件保持了低正向压降的特点。
图4给出了新器件1的反向特性曲线。可以看出，与常规器件相比，新器件1保持了高击穿电压特性，并且具有较低的漏电流。
实施例2：
如图2所示，本实施例制作出的浅埋层高压肖特基整流器，即新器件2，其特征在于：包括N+型衬底层10、N型外延层20、P型保护环区21、N型浅埋层22、肖特基势垒层23、场介质层30、阳极金属层40和阴极金属层50。第一导电类型为N型，第二导电类型为P型。
所述N型外延层20覆盖在N+型衬底层10之上。所述N+型衬底层10为掺杂浓度19次方以上的砷杂质衬底。所述N型外延层20为杂质浓度2×1015cm-3的磷杂质外延层。
所述P型保护环区21覆盖在N型外延层20的部分区域。P型保护环区21是闭合的环形结构，其环绕的中间区域称为有源区。所述P型保护环区21采用剂量3×1013cm-2的硼注入后1100度退火形成。
所述N型浅埋层22浮空于N型外延层20内部,并位于有源区内；所述N型浅埋层22明显的与P型保护环区21不接触；所述N型浅埋层22采用剂量为5×1011cm-2，能量为1000KeV的砷注入后经过高温快速退火形成，高温退火的条件选为1000摄氏度，30秒钟。
所述场介质层30覆盖于N型外延层20之上的部分表面。所述场介质层30位于有源区外。所述场介质层30还覆盖于P型保护环区21之上的部分表面；所述场介质层30与N型浅埋层22不接触；所述场介质层30与肖特基势垒层23不重叠。所述场介质层30约1微米。
所述肖特基势垒层23覆盖于N型外延层20之上的部分表面和P型保护环区21之上的部分表面；所述肖特基势垒层23位于有源区内；所述肖特基势垒层23由铂金属和硅形成的合金构成。
所述阳极金属层40连接肖特基势垒层23，同时，所述阳极金属层40还覆盖在场介质层30之上。
所述阴极金属层50位于N+型衬底层10之下。
如图3所示为实施例中制作的新器件1和新器件2的正向特性曲线。与常规器件相比，同样的阳极电流下，新器件的正向导通电压差不多与常规器件的正向导通电压相同，因此新器件保持了低正向压降的特点。
如图4所示为实施例中制作的新器件1和新器件2的反向特性曲线。可以看出，与常规器件相比，新器件保持了高击穿电压特性，并且具有较低的漏电流。
Claims (4)
1.一种浅埋层高压肖特基整流器，其特征在于：包括重掺杂第一导电类型衬底层(10)、轻掺杂第一导电类型外延层(20)、第二导电类型保护环区(21)、第一导电类型浅埋层(22)、肖特基势垒层(23)、场介质层(30)、阳极金属层(40)和阴极金属层(50)；
所述重掺杂第一导电类型衬底层(10)覆盖于阴极金属层(50)之上；
所述轻掺杂第一导电类型外延层(20)覆盖于重掺杂第一导电类型衬底层(10)之上；
所述第二导电类型保护环区(21)覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层(20)之上的部分表面；
所述第一导电类型浅埋层(22)浮空于轻掺杂第一导电类型外延层(20)内部；所述第一导电类型浅埋层(22)与第二导电类型保护环区(21)接触或者不接触；
所述肖特基势垒层(23)覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层(20)之上的部分表面和第二导电类型保护环区(21)之上的部分表面；
所述场介质层(30)覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层(20)之上的部分表面；
所述阳极金属层(40)覆盖于介质层(30)和肖特基势垒层(23)之上。
2.根据权利要求1所述的一种浅埋层高压肖特基整流器，其特征在于：所述第二导电类型保护环区(21)为闭合状的环形结构；环形包围的中间区域为有源区。
3.根据权利要求1或2所述的一种浅埋层高压肖特基整流器，其特征在于：所述场介质层(30)位于有源区外部；所述肖特基势垒层(23)位于有源区内部。
4.根据权利要求1所述的一种浅埋层高压肖特基整流器，其特征在于：所述场介质层(30)还覆盖于第二导电类型保护环区(21)之上的部分表面；所述场介质层(30)与第一导电类型浅埋层(22)不接触；所述场介质层(30)与肖特基势垒层(23)不重叠。
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| CN201621117036.9U CN206179874U (zh) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | 一种浅埋层高压肖特基整流器 |
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| CN201621117036.9U Active CN206179874U (zh) | 2016-10-12 | 2016-10-12 | 一种浅埋层高压肖特基整流器 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107946373A (zh) * | 2016-10-12 | 2018-04-20 | 重庆中科渝芯电子有限公司 | 一种浅埋层高压肖特基整流器及其制造方法 |
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2016
- 2016-10-12 CN CN201621117036.9U patent/CN206179874U/zh active Active
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