高壓溝槽結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種肖特基二極管，其具有：n+襯底；n外延層；至少兩個(gè)置入到n外延層中的p參雜溝槽；臺(tái)面區(qū)域，其處于相鄰溝槽之間；充當(dāng)陰極電極的金屬層；以及充當(dāng)陽(yáng)極電極的另外的金屬層。外延層的厚度大于溝槽的深度的四倍。
【專利說(shuō)明】高壓溝槽結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種肖特基二極管，其適用于高壓應(yīng)用并且此外還具有低正向電壓、低漏電流，不具有開(kāi)關(guān)損耗并且具有高魯棒性。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]針對(duì)高壓應(yīng)用通常使用高壓PN 二極管。這樣的高壓PN 二極管有利地具有低的漏電流以及聞的魯棒性。這樣的聞壓PN 二極管的缺點(diǎn)在于，其具有聞?wù)螂妷汉吐勯_(kāi)關(guān)損耗。
[0003]在這樣的高壓PN 二極管中，電壓主要由在這樣的二極管中設(shè)置的弱摻雜區(qū)域來(lái)接受。在流動(dòng)方向上運(yùn)行的情況下，電子和空穴被注射到弱摻雜區(qū)域中。在高電流密度的情況下，高注射在弱摻雜區(qū)域中占主導(dǎo)，并且電子和空穴密度高于弱摻雜區(qū)域的摻雜濃度。由此提高了弱摻雜區(qū)域的傳導(dǎo)性。這有利地導(dǎo)致正向電壓減小。但是高壓PN 二極管的電流在室溫下從大約UF = 0.7 V的正向電壓起開(kāi)始流動(dòng)。在正常運(yùn)行條件下、例如在大于100A/cm2的電流密度的情況下，正向電壓UF上升到大于IV的值。因此聯(lián)系到相應(yīng)高的、不期望的損耗功率。由于高壓PN 二極管需要厚的弱摻雜區(qū)域，因此在流動(dòng)方向上在弱摻雜區(qū)域上的電壓降盡管進(jìn)行了傳導(dǎo)性調(diào)制仍然是相對(duì)大的。
[0004]在流動(dòng)方向 上運(yùn)行期間注射到弱摻雜區(qū)域中并儲(chǔ)存在那里的載流子(電子和空穴)必須在關(guān)斷時(shí)、例如在突然的電流換向時(shí)在高壓PN 二極管完全能夠再次接受截止電壓以前首先下降。因此，電流在突然的電流換向時(shí)首先在截止方向上再次流動(dòng)，直到所儲(chǔ)存的載流子減少或清除。該過(guò)程、即用于減小所儲(chǔ)存的載流子的清除電流的大小和持續(xù)時(shí)間尤其是由弱摻雜區(qū)域中所儲(chǔ)存的載流子的量來(lái)確定。較高的和持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的清除電流意味著較高的關(guān)斷損耗。
[0005]肖特基二極管(金屬半導(dǎo)體接觸或硅化物半導(dǎo)體接觸)提供了對(duì)開(kāi)關(guān)特性的改善。在肖特基二極管的情況下，在流動(dòng)運(yùn)行中不進(jìn)行高注射并且因此取消了在關(guān)斷時(shí)對(duì)少數(shù)載流子的清除。肖特基二極管以快速和幾乎無(wú)損耗的方式進(jìn)行開(kāi)關(guān)。但是尤其是在高溫下，與之相聯(lián)系的是高漏電流，該高漏電流由于勢(shì)壘降低效應(yīng)而具有強(qiáng)烈的電壓依賴性。此外，為了高的截止電壓再次需要厚的和低摻雜的半導(dǎo)體層，這在高電流的情況下導(dǎo)致不可接受的高正向電壓。因此在硅技術(shù)中，功率肖特基二極管盡管開(kāi)關(guān)特性良好也仍然不適用于高于大約100V的截止電壓。
[0006]從DE 197 40 195 C2中公知一種下面亦稱Cool-SBD的肖特基二極管。在這種Cool-SBD的情況下，通過(guò)在肖特基接觸之下引入經(jīng)摻雜的、交替布置的P和η型導(dǎo)通的柱體來(lái)實(shí)現(xiàn)電阻的顯著降低。如果柱體寬度被減小，則可以提高柱體摻雜。在此，P和η型柱體的摻雜被選擇為使得在施加截止電壓的情況下，所有摻雜原子都電離。該原理也被稱為超結(jié)原理(SJ)。由于在Cool-SBD中在高電流密度的流動(dòng)運(yùn)行中進(jìn)行高注射，因此純肖特基二極管的理想開(kāi)關(guān)特性未被實(shí)現(xiàn)，但是與PN 二極管相比顯著改善。但是PN 二極管的小的正向電壓在高電流的情況下未被實(shí)現(xiàn)。[0007]這樣的已知Cool-SBD的示例在圖1中示出。該Cool-SBD具有n+襯底10，在該襯底10上布置有厚度為Djpi且摻雜濃度為ND的η外延層20。η外延層20包含刻入的溝槽30 (Trench)，其被填充有摻雜濃度為NA的P摻雜的硅或在上部區(qū)域40中被填充P+摻雜的硅。相鄰溝槽30之間的η外延層的寬度為Wn，溝槽30的寬度為Wp。摻雜和寬度被選擇為使得這些區(qū)域在施加完全的截止電壓時(shí)耗盡(超結(jié)原理)。這譬如在NA Wp = ND-Wn = 10口 cm ?時(shí)情況如此。在優(yōu)選地實(shí)現(xiàn)為芯片的Cool-SBD的前側(cè)V上，η
摻雜區(qū)域20和P+摻雜區(qū)域40被連續(xù)的金屬層50覆蓋，該金屬層50與η摻雜區(qū)域20形成肖特基接觸并且與P+摻雜區(qū)域40形成歐姆接觸。金屬層50是Cool-SBD的陽(yáng)極電極。通過(guò)選擇相應(yīng)的金屬50，可以調(diào)整肖特基二極管50-20的勢(shì)壘高度。例如，可以作為金屬層50使用鎳或NiSi。在功能層50之上必要時(shí)還可以存在另外的未繪出的金屬層，以便使表面例如為可焊接或可接合的。在芯片背側(cè)R上同樣存在金屬層或金屬系60，其與高n+摻雜襯底10形成歐姆接觸。通常，該層或?qū)有蛄羞m于焊接安裝或其他安裝。所述層或?qū)有蛄欣缈梢杂蒀r/NiV和Ag的序列制成。金屬系60形成Cool-SBD的陰極接線端子。
[0008]可以將前述裝置視為肖特基二極管和PN 二極管的并聯(lián)電路。在此，與η摻雜柱體20的金屬接觸50形成肖特基二極管。PN結(jié)構(gòu)通過(guò)由作為ρ+/ρ/ η+結(jié)構(gòu)的P+區(qū)40、ρ區(qū)30和襯底10構(gòu)成的層序列形成。
[0009]在施加截止電壓時(shí)，P摻雜柱體和η摻雜柱體耗盡。隨著寬度Wp和Wn的增加，摻雜可以被提高到至少高達(dá)某個(gè)極限，該極限從如下情況得出，即空間電荷區(qū)在小電壓時(shí)就已經(jīng)相撞一提高。這在流動(dòng)方向上減小了肖特基二極管50-20-10的軌道電阻。因此，正向電壓比在簡(jiǎn)單肖特基二極管的情況下更低，其中簡(jiǎn)單肖特基二極管在相同截止電壓的情況下必然被設(shè)計(jì)為具有更 低摻雜。附加地，在流動(dòng)方向上仍有某個(gè)電流流經(jīng)PN 二極管。由此尤其是在高電流密度的情況下進(jìn)一步減小了正向電壓。但是，少數(shù)載流子必須在關(guān)斷時(shí)以對(duì)于開(kāi)關(guān)時(shí)間不利的效應(yīng)又再次被清除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]具有在權(quán)利要求1中給定的特征的肖特基二極管適用于高壓應(yīng)用并且有利地具有低正向電壓、低漏電流，不具有開(kāi)關(guān)損耗并且具有高魯棒性。這些優(yōu)點(diǎn)通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管具有:η+襯底；具有一厚度的η外延層；至少兩個(gè)置入到η外延層中的溝槽，所述溝槽分別具有一寬度和一深度；處于相鄰溝槽之間的臺(tái)面區(qū)域，其中所述臺(tái)面區(qū)域分別具有一寬度；處于肖特基二極管背側(cè)的充當(dāng)陰極電極的金屬層；以及處于肖特基二極管前側(cè)的充當(dāng)陽(yáng)極電極的金屬層，其中針對(duì)溝槽的深度和η外延層的厚度有下列關(guān)系成立:
K-DK D_epi>
其中Dt是溝槽的深度，D^pi是η外延層的厚度，并且K是因子，針對(duì)所述因子有下式成立:
K > 4。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0011]本發(fā)明的另外的有利特征從下面根據(jù)附圖的示例性闡述中得出。其中:
圖2示出了用于解釋根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管的草圖；
圖3示出了用于解釋根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管的一個(gè)可替代實(shí)施方式的草圖；
圖4示出了解釋流動(dòng)特征曲線的圖表；
圖5不出了解釋電子分布的圖表；
圖6示出了解釋空穴分布的圖表；
圖7示出了解釋儲(chǔ)存電荷變化曲線的圖表；和
圖8示出了用于解釋根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管的另一可替代實(shí)施方式的草圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0012]圖2示出了用于解釋根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管的草圖。優(yōu)選以芯片形式實(shí)現(xiàn)的該肖特基二極管下面亦稱高壓溝槽結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管或HV-TJBS。
[0013]圖2中所示的HV-TJBS具有η.襯底10、η外延層20、刻入η外延層20中的溝槽(Trench) 70、作為陽(yáng)極 電極處于芯片前側(cè)V的金屬層50、以及作為陰極電極處于芯片背側(cè)R的金屬層60。溝槽70被用高P摻雜的硅或多晶硅40a填充。金屬層50和60也可以由兩個(gè)或更多個(gè)不同的彼此相疊的金屬層構(gòu)成。為清楚起見(jiàn)，這在圖2中未繪出。從電學(xué)上來(lái)看，HV-TJBS是溝槽PN 二極管(作為陽(yáng)極的P摻雜溝槽70與作為陰極的η外延層20之間的PN結(jié))和肖特基二極管(作為陽(yáng)極的金屬層50與作為陰極的弱摻雜η外延層20之間的肖特基勢(shì)壘)的組合。η外延層的摻雜尤其是被選擇為使得在流動(dòng)方向上以高電流運(yùn)行時(shí)在η外延層中存在高注射。
[0014]在流動(dòng)方向上，電流首先僅僅流經(jīng)肖特基二極管。由于缺少側(cè)向P擴(kuò)散，電流在流動(dòng)方向上的有效面積在HV-TJBS的情況下比在沒(méi)有溝槽結(jié)構(gòu)的常規(guī)結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管中明顯更大。隨著電流升高，流動(dòng)電流也越來(lái)越多地流經(jīng)PN結(jié)。
[0015]在截止方向上，空間電荷區(qū)隨著電壓升高而擴(kuò)張，并且在比HV-TJBS的擊穿電壓小的電壓的情況下在相鄰P溝槽70之間的區(qū)域中部相碰撞。由此，對(duì)高截止電流負(fù)責(zé)的肖特基效應(yīng)被屏蔽并且截止電流因此被減小。該屏蔽效應(yīng)高度依賴于結(jié)構(gòu)參數(shù)Dt (溝槽的深度)和Wm (溝槽之間的間距)。本發(fā)明的HV-TJBS的屏蔽效果比在沒(méi)有溝槽結(jié)構(gòu)的常規(guī)JBS的情況下有效得多。與Cool-SBD相比，HV-TJBS的屏蔽效果也是明顯更強(qiáng)的，因?yàn)镠V-TJBS具有不連貫的PN結(jié)，而不是P區(qū)域和η區(qū)域的電荷補(bǔ)償。P區(qū)域40a比η區(qū)域20顯著更高地?fù)诫s。SJ條件不占主導(dǎo),而是有HA.m ? ND>Wm成立，其中NA是溝槽70中的摻雜濃度，Wt是溝槽70的寬度，ND是η外延層20中的摻雜濃度，并且Wm是兩個(gè)溝槽70之間的η外延層的覽度。
[0016]溝槽的深度Dt被選擇為顯著小于η外延層20的厚度Djpi。優(yōu)選地有下式成立: K - Dl < D_epi,其中 K > 4。
[0017]通過(guò)該尺寸確定實(shí)現(xiàn)了:n外延層20的盡可能大的區(qū)域被載流子淹沒(méi)，或在盡可能大的區(qū)域中存在載流子調(diào)制(高注射)。
[0018]本發(fā)明的HV-TJBS通過(guò)其鉗位功能提供了高魯棒性。PN 二極管的擊穿電壓BV_pn被設(shè)計(jì)為使得BV_pn低于肖特基二極管的擊穿電壓BV_Schottky，并且此外在溝槽70的底部發(fā)生擊穿。在擊穿運(yùn)行中，電流于是僅僅流經(jīng)PN結(jié)。流動(dòng)運(yùn)行和擊穿運(yùn)行在不同位置處發(fā)生并且因此在幾何上是分開(kāi)的。本發(fā)明的HV-TJBS因此具有與高壓PN 二極管類似的魯棒性。
[0019]在可比較的擊穿電壓、例如650V的情況下，本發(fā)明的HV-TJBS和PN 二極管在室溫下的截止電流是可比較的并且大于比在Cool-SBD情況下更小的數(shù)量級(jí)。在高溫情況下，HV-TJBS的漏電流由于肖特基接觸的漏電流的溫度依賴性而明顯提高，但是保持為始終比在Cool-SBD的情況下明顯更低。
[0020]圖3示出了用于解釋根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管的一個(gè)可替代實(shí)施方式的草圖。在該可替代的實(shí)施方式中，肖特基二極管同樣具有n+襯底10、η外延層20、刻入η外延層20中的溝槽70 (Trench)、以芯片形式實(shí)現(xiàn)的肖特基二極管的前側(cè)V處的充當(dāng)陽(yáng)極電極的金屬層50、以及以芯片形式實(shí)現(xiàn)的肖特基二極管的背側(cè)R處的充當(dāng)陰極電極的金屬層60。在該實(shí)施方式中，金屬層50延伸直至溝槽70的表面中，并且也可以完全填充溝槽70。
[0021]在該實(shí)施方式中，肖特基二極管的PN結(jié)通過(guò)平面擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)。為此目的，給溝槽70覆蓋作為摻雜材料的硼，并且接著進(jìn)行平面P擴(kuò)散，這在圖3中用附圖標(biāo)記40b來(lái)表示。通過(guò)以在溝槽深度例如為2μπι時(shí)例如為0.2μπι的侵入深度進(jìn)行豐富的(fett)和平面的擴(kuò)散，在該實(shí)施方式中，對(duì)肖特基效應(yīng)的屏蔽效果和截止能力與在根據(jù)圖2所述的肖特基二極管的情況下類似，其中在根據(jù)圖2所述的肖特基二極管的情況下溝槽被填充P摻雜硅或P摻雜多晶硅。在該可替代的實(shí)施方式中，還得到流動(dòng)方向上的高載流能力和高魯棒性。
[0022]該實(shí)施方式與圖2中所示的實(shí)施方式相比的優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)化，該工藝簡(jiǎn)化是與充滿溝槽相比在覆蓋溝槽并接著擴(kuò)散的情況下得出的。
[0023]圖8示出了基于根據(jù)圖3的實(shí)施例的可替代的實(shí)施方式。區(qū)別在于，金屬層50未延伸直至溝槽中，而是在溝槽70中存在由多晶硅制成的高P摻雜層90。
[0024]圖4示出了解釋流動(dòng)特征曲線的圖表，其中沿著橫坐標(biāo)繪出以伏特為單位的正向電壓電壓或允通電壓VF并且沿著縱坐標(biāo)繪出了以安培為單位的正向電流或允通電流IF。該流動(dòng)特征曲線是在25°C室溫下使用具有26mm2芯片面積的600V器件的情況下確定的。特征曲線Kl是由硅制成的常規(guī)的高壓PN 二極管的流動(dòng)特征曲線。特征曲線K2是硅肖特基二極管(S1-SBD)的流動(dòng)特征曲線。特征曲線K3是Cool-SBD的流動(dòng)特征曲線。特征曲線K4是根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的流動(dòng)特征曲線。
[0025]在此，肖特基二極管、Cool-SBD和根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的勢(shì)壘高度分別為
0.72eV。
[0026]如可從這些特征曲線中可看出的那樣，HV-TJBS的正向電壓在高達(dá)大約400A/cm2的電流密度(對(duì)于26mm2的芯片面積而言對(duì)應(yīng)于大約100A)的情況下比在PN 二極管情況下更小。這可以歸因于電流的大份額流經(jīng)肖特基[dl]。與具有相同勢(shì)壘高度的Cool-SBD相t匕，HV-TJBS在大于大約150A/cm2的電流密度的情況下具有優(yōu)點(diǎn)。這可以歸因于在高電流密度的情況下，Cool-SBD中的高注射沒(méi)有在HV-TJBS中那么強(qiáng)烈。
[0027]圖5示出了圖解臺(tái)面區(qū)域80中部的電子分布的圖表，其中沿著橫坐標(biāo)繪出了以μ m為單位的與芯片前側(cè)相距的間距Y并且沿著縱坐標(biāo)繪出了每cm3的電子密度ED。這些特征曲線也是在25°C室溫下使用具有26mm2芯片面積的600V器件的情況下確定的。特征曲線Kl示出了由硅制成的常規(guī)的高壓PN 二極管的電子分布。特征曲線K2示出了硅肖特基二極管(S1-SBD)的電子分布。特征曲線K3示出了在Cool-SBD情況下的電子分布。特征曲線K4示出了在根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的情況下的電子分布。在此，肖特基二極管、Cool-SBD和根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的勢(shì)壘高度也分別為0.72eV。在HV-TJBS的情況下，所示電子密度是在臺(tái)面區(qū)域的中部確定的。在Cool-SBD的情況下，所示電子密度是在η摻雜區(qū)域的中部確定的。
[0028]從圖5所示的電子分布的變化曲線中可以看出，在根據(jù)本發(fā)明的裝置的情況下，用電子對(duì)η摻雜區(qū)域的淹沒(méi)與Cool_SBD可比較，并且比在由硅制成的高壓PN 二極管的情況下顯著更小。
[0029]圖6示出了圖解了空穴分布的圖表，其中沿著橫坐標(biāo)繪出了以ym為單位的與芯片前側(cè)相距的間距Y并且沿著縱坐標(biāo)繪出了每cm3的空穴密度LD。這些特征曲線也是在25°C室溫下使用具有26mm2芯片面積的600V器件的情況下確定的。特征曲線Kl示出了由硅制成的常規(guī)的高壓PN 二極管的空穴分布。特征曲線K2示出了硅肖特基二極管(S1-SBD)的空穴分布。特征曲線K3示出了 Cool-SBD的空穴分布。特征曲線K4示出了根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的空穴分布。在此，肖特基二極管、Cool-SBD和根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的勢(shì)壘高度也分別為0.72eV。在HV-TJBS的情況下，所示電子密度是在臺(tái)面區(qū)域的中部確定的。在Cool-SBD的情況下，所示電子密度在η摻雜區(qū)域的中部確定。
[0030]從圖6中所示的空穴分布的變化曲線中可以看出，在根據(jù)本發(fā)明的裝置的情況下，用空穴對(duì)η摻雜區(qū)域的淹沒(méi)可與Cool_SBD比較，并且比在由硅制成的高壓PN 二極管的情況下顯著更小。在根據(jù)本發(fā)明的裝置的情況下，在關(guān)斷時(shí)必然被清除的所儲(chǔ)存的電荷比在高壓PN 二極管的情況下顯著更小。
[0031]圖7示出了解釋儲(chǔ)存電荷特征曲線的圖表，其中沿著橫坐標(biāo)繪出以秒為單位的時(shí)間t并且沿著縱坐標(biāo)繪出了以安培為單位的陰極電流IK。該儲(chǔ)存電荷變化曲線是在25°C室溫下使用具有26mm2芯片面積的600V器件的情況下確定的，其中此外針對(duì)300V的截止電壓VR以作為參數(shù)的電流改變dl/dt=4.4kA/ μ s來(lái)進(jìn)行對(duì)IOOA的流動(dòng)電流IF的關(guān)斷。特征曲線Kl示出了在由硅制成的常規(guī)的高壓PN 二極管的情況下的儲(chǔ)存電荷變化曲線。特征曲線Κ2示出了在硅肖特基二極管(S1-SBD)的情況下的儲(chǔ)存電荷變化曲線。特征曲線Κ3示出了在Cool-SBD情況下的儲(chǔ)存電荷變化曲線。特征曲線Κ4示出了在根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的情況下的儲(chǔ)存電荷變化曲線。肖特基二極管、Cool-SBD和根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的勢(shì)壘高度分別為0.72eV。
[0032]從圖7中所示的儲(chǔ)存電荷變化曲線中尤其是可以看出，根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS的開(kāi)關(guān)特性盡管與Cool-SBD的開(kāi)關(guān)特性相比是稍微不利的，但是比由硅制成的常規(guī)的高壓PN 二極管的開(kāi)關(guān)特性顯著更佳。
[0033]本發(fā)明不論如何提供了一種高壓溝槽結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管，該高壓溝槽結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管是溝槽PN 二極管與常規(guī)的肖特基二極管的特殊組合。PN 二極管的擊穿電壓被設(shè)計(jì)為使得其低于肖特基二極管的擊穿電壓。根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS具有流動(dòng)方向上的高載流能力，具有對(duì)截止方向上的肖特基效應(yīng)的有效屏蔽效果，并且因此具有低漏電流以及由于溝槽PN 二極管的鉗位功能而具有高魯棒性。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS與高壓PN 二極管相比的優(yōu)點(diǎn)在于:直到高電流密度的較低正向電壓，這是因?yàn)閷⑿ぬ鼗佑|的合適勢(shì)壘高度與高電流密度時(shí)的高注射相組合地使用；以及顯著更小的開(kāi)關(guān)損耗功率，因?yàn)樵诹鲃?dòng)運(yùn)行中，少的載流子通過(guò)肖特基接觸被注射到弱摻雜區(qū)域中并且儲(chǔ)存在那里。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS與高壓肖特基二極管相比的優(yōu)點(diǎn)在于:在高電流密度時(shí)顯著更低的正向電壓，因?yàn)橥ㄟ^(guò)高注射大大提高了弱摻雜區(qū)域的傳導(dǎo)性；顯著更低的漏電流，這是因?yàn)榻柚跍喜跴N結(jié)構(gòu)對(duì)肖特基效應(yīng)的屏蔽；以及由于溝槽PN 二極管的鉗位效應(yīng)而明顯更高的魯棒性。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的HV-TJBS與Cool-SBD相比的優(yōu)點(diǎn)在于:由于較強(qiáng)的高注射而在高電流密度時(shí)較低的正向電壓；以及由于對(duì)肖特基效應(yīng)的顯著更有效的屏蔽而更低的漏電流。
[0037]可替代于根據(jù)圖2和圖3所述的實(shí)施方式，根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管也可以通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn):根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管的所有上述半導(dǎo)體層都具有分別相反的傳導(dǎo)類型，并且陽(yáng)極接線端子和陰極接線端子的標(biāo)記可以互換。
[0038]在上面根據(jù)圖3或圖8所述的實(shí)施方式中，也可以使用其他P摻雜材料。
[0039]上面根據(jù)圖3或圖8所述的覆蓋優(yōu)選地通過(guò)氣相覆蓋或注入來(lái)進(jìn)行。
[0040]在所有前面所說(shuō)明的實(shí)施方式中，溝槽的大約2 μ m的深度對(duì)于600V HV-TJBS是足夠的。
[0041]在上面根據(jù)圖2所述的實(shí)施方式中，溝槽可以完全或僅僅部分地被填充P摻雜硅或P摻雜多晶硅。
[0042]上述金屬層50和60可以分別由一個(gè)、兩個(gè)或更多個(gè)彼此相疊的金屬層構(gòu)成。上述溝槽可以以條帶布置或者作為島來(lái)布置。這些島可以被構(gòu)造為圓形、六邊形等等。
[0043]根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管可以一如上所述一具有大于100V的擊穿電壓。該擊穿電壓甚至可以大于600V。
[0044]根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管可以具有可焊接的前側(cè)金屬化部和背側(cè)金屬化部。
[0045]根據(jù)本發(fā)明的肖特基二極管優(yōu)選地布置在壓入二極管殼體中并且例如可以是機(jī)動(dòng)車輛發(fā)電機(jī)的整流器的組成部分。
【權(quán)利要求】
1.一種肖特基二極管，具有: 一 n+ 襯底(10), -η外延層(20)，其具有厚度(D_^i)， 一至少兩個(gè)置入到η外延層(20)中的溝槽(70)，所述溝槽(70)分別具有寬度(Wt)和深度(Dt)， 一臺(tái)面區(qū)域(80)，其處于相鄰的溝槽(70)之間，其中所述臺(tái)面區(qū)域(80)分別具有寬度(Wm)， 一處于所述肖特基二極管的背側(cè)(R)的充當(dāng)陰極電極的金屬層(60)，以及 一處于所述肖特基二極管的前側(cè)(V)的充當(dāng)陽(yáng)極電極的金屬層(50)， 其特征在于，針對(duì)溝槽(70)的深度(Dt)和η外延層(20)的厚度(D_epi)有下列關(guān)系成立:
K > Dt< D_epi,其中
K > 4。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肖特基二極管，其特征在于，針對(duì)溝槽(70)的深度(Dt)與臺(tái)面區(qū)域(80)的寬度(Wm)的比例有如下關(guān)系成立:
DtZWm >2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的肖特基二極管，其特征在于，設(shè)置在前側(cè)(V)的金屬層(50)與溝槽(70)形成歐姆接觸并且與η外延層(20)形成肖特基接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的肖特基二極管，其特征在于，P區(qū)域(40a)與η外延層(20)之間的PN結(jié)的擊穿電壓分別小于金屬層(50)與η外延層(20)之間的肖特基接觸的擊穿電壓。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的肖特基二極管，其特征在于，所述肖特基二極管能夠以擊穿運(yùn)行。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的肖特基二極管，其特征在于，溝槽(70)被填充高P摻雜硅或高P摻雜多晶硅。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的肖特基二極管，其特征在于，溝槽(70)被填充高摻雜多晶硅，并且設(shè)置在前側(cè)(V)的金屬層(50)接觸多晶硅層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1- 5之一所述的肖特基二極管，其特征在于，在溝槽(70)中含有硼作為摻雜材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的肖特基二極管，其特征在于，設(shè)置在前側(cè)(V)的金屬層(50)填充溝槽(70)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的肖特基二極管，其特征在于，所述肖特基二極管具有大于100V的擊穿電壓。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的肖特基二極管，其特征在于，所述肖特基二極管的所有層具有分別相反的傳導(dǎo)類型并且陽(yáng)極電極和陰極電極的標(biāo)記被互換。
【文檔編號(hào)】H01L29/872GK103959479SQ201280059059
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月1日
【發(fā)明者】N.屈, A.格拉赫 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司