CN108091682A - 一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，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、第二导电类型注入结构、肖特基接触超级势垒整流器元包序列和上电极层。所述高可靠性肖特基接触超级势垒整流器包括注入结构和肖特基接触超级势垒整流器元包序列。所述高可靠性肖特基接触超级势垒整流器属于超级势垒整流器类型，其肖特基接触超级势垒整流器元包序列部分能够使该器件获得好的电性性能和热稳定性，其注入结构部分能够使该器件获得更好的正向浪涌可靠性能力。

Description

一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器
技术领域
本发明涉及功率半导体电力电子器件技术领域，具体是一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器。
背景技术
整流器广泛应用于各种电力电子装置。PIN功率整流器和肖特基势垒整流器是两种基本结构的功率半导体整流器。
其中PIN功率整流器正向压降大，反向恢复时间长，但漏电较小，并且具有优越的高温稳定性，主要应用于中高压范围。肖特基势垒整流器主要应用于中低压范围，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。结势垒控制整流器(JBS)和混合PIN/肖特基整流器(MPS)，结合了PIN功率整流器和肖特基势垒功率整流器的优点，是适用于中高压范围的常用整流器结构。
超级势垒整流器，在阳极和阴极之间整合并联的整流二极管和作为超级势垒的MOS沟道来形成具有较低正向导通电压、较稳定高温性能的整流器件，在100V以下的应用中具有明显的竞争优势。
肖特基接触超级势垒整流器能够保持常规超级势垒整流器的基本工作特征外还具有制造工艺简单、制造成本低和高可靠性的优点。
现有技术中的多种肖特基接触超级势垒整流器，由于肖特基接触的存在，使得器件在大电流条件下没有电导调制效应，而只能依靠多数载流子导通，从而大电流条件下的正向导通压降非常大，这导致器件的正向浪涌可靠性能力较低。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，其特征在于：包括下电极层、重掺杂第一导电类型衬底层、轻掺杂第一导电类型外延层、第二导电类型注入结构、肖特基接触超级势垒整流器元包序列和上电极层。
所述重掺杂第一导电类型衬底层覆盖于下电极层之上。
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。
所述第二导电类型注入结构覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层之上的部分表面。
所述肖特基接触超级势垒整流器元包序列覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层之上的部分表面。
所述上电极层覆盖于第二导电类型注入结构和肖特基接触超级势垒整流器元包序列之上。
所述上电极层与第二导电类型注入结构之间为欧姆接触。
所述上电极层与肖特基接触超级势垒整流器元包序列之间的接触至少其中一部分接触为肖特基接触。
进一步，还包括第二导电类型保护环及结终端区，所述第二导电类型保护环及结终端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，所述第二导电类型注入结构、肖特基接触超级势垒整流器元包序列均由一个或者多个重复的结构单元构成。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明具有以下优点：
本发明中的高可靠性肖特基接触超级势垒整流器属于超级势垒整流器类型，其肖特基接触超级势垒整流器元包序列部分能够使该器件获得好的电性性能和热稳定性，其注入结构部分能够使该器件获得更好的正向浪涌可靠性能力。
附图说明
图1为已有超级势垒整流器元包剖面结构示意图；
图2为本发明实施例新器件剖面结构示意图；
图3为本发明实施例新器件剖面结构示意图之肖特基接触超级势垒整流器元包；
图4为本发明实施例新器件剖面结构示意图之带增强结构的肖特基接触超级势垒整流器元包；
图5为本发明实施例新器件剖面结构示意图之沟槽型肖特基接触超级势垒整流器元包。
图中：下电极层10、重掺杂第一导电类型衬底层20、轻掺杂第一导电类型外延层30、重掺杂第一导电类型增强层31、第二导电类型体区40、第二导电类型注入结构41、重掺杂第一导电类型接触区50、重掺杂第二导电类型接触区51、栅介质层60、栅电极层70、肖特基接触区80和上电极层90。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明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，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
如图2所示，一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，其特征在于，包括下电极层10、重掺杂第一导电类型衬底层20、轻掺杂第一导电类型外延层30、第二导电类型注入结构41、肖特基接触超级势垒整流器元包序列和上电极层90。
所述重掺杂第一导电类型衬底层20覆盖于下电极层10之上。
所述轻掺杂第一导电类型外延层30覆盖于重掺杂第一导电类型衬底层20之上。
所述第二导电类型注入结构41覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层30之上的部分表面。
所述肖特基接触超级势垒整流器元包序列覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层30之上的部分表面。
所述上电极层90覆盖于第二导电类型注入结构41和肖特基接触超级势垒整流器元包序列之上。
如图3所示，在本实施例中所述肖特基接触超级势垒整流器元包选择的结构为肖特基接触超级势垒整流器。
所述上电极层90与第二导电类型注入结构41之间为欧姆接触。
所述上电极层90与肖特基接触超级势垒整流器元包序列之间的接触至少其中一部分接触为肖特基接触。
一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，还包括第二导电类型保护环及结终端区，所述第二导电类型保护环及结终端区为闭合状的环形结构。环形包围的中间区域为有源区。
所述第二导电类型注入结构41、肖特基接触超级势垒整流器元包序列均由一个或者多个重复的结构单元构成。
实施例2：
如图2所示，一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，其特征在于，包括下电极层10、重掺杂第一导电类型衬底层20、轻掺杂第一导电类型外延层30、第二导电类型注入结构41、肖特基接触超级势垒整流器元包序列和上电极层90。
所述重掺杂第一导电类型衬底层20覆盖于下电极层10之上。
所述轻掺杂第一导电类型外延层30覆盖于重掺杂第一导电类型衬底层20之上。
所述第二导电类型注入结构41覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层30之上的部分表面。
所述肖特基接触超级势垒整流器元包序列覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层30之上的部分表面。
所述上电极层90覆盖于第二导电类型注入结构41和肖特基接触超级势垒整流器元包序列之上。
如图4所示，在本实施例中所述肖特基接触超级势垒整流器元包选择的结构为带增强结构的肖特基接触超级势垒整流器。
所述上电极层90与第二导电类型注入结构41之间为欧姆接触。
所述上电极层90与肖特基接触超级势垒整流器元包序列之间的接触至少其中一部分接触为肖特基接触。
一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，还包括第二导电类型保护环及结终端区，所述第二导电类型保护环及结终端区为闭合状的环形结构。环形包围的中间区域为有源区。
所述第二导电类型注入结构41、肖特基接触超级势垒整流器元包序列均由一个或者多个重复的结构单元构成。
实施例3：
如图2所示，一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，其特征在于，包括下电极层10、重掺杂第一导电类型衬底层20、轻掺杂第一导电类型外延层30、第二导电类型注入结构41、肖特基接触超级势垒整流器元包序列和上电极层90。
所述重掺杂第一导电类型衬底层20覆盖于下电极层10之上。
所述轻掺杂第一导电类型外延层30覆盖于重掺杂第一导电类型衬底层20之上。
所述第二导电类型注入结构41覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层30之上的部分表面。
所述肖特基接触超级势垒整流器元包序列覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层30之上的部分表面。
所述上电极层90覆盖于第二导电类型注入结构41和肖特基接触超级势垒整流器元包序列之上。
如图5所示，在本实施例中所述肖特基接触超级势垒整流器元包选择的结构为沟槽型肖特基接触超级势垒整流器。
所述上电极层90与第二导电类型注入结构41之间为欧姆接触。
所述上电极层90与肖特基接触超级势垒整流器元包序列之间的接触至少其中一部分接触为肖特基接触。
一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，还包括第二导电类型保护环及结终端区，所述第二导电类型保护环及结终端区为闭合状的环形结构。环形包围的中间区域为有源区。
所述第二导电类型注入结构41、肖特基接触超级势垒整流器元包序列均由一个或者多个重复的结构单元构成。

Claims (3)

1.一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，其特征在于：包括下电极层(10)、重掺杂第一导电类型衬底层(20)、轻掺杂第一导电类型外延层(30)、第二导电类型注入结构(41)、肖特基接触超级势垒整流器元包序列和上电极层(90)；
所述重掺杂第一导电类型衬底层(20)覆盖于下电极层(10)之上；
所述轻掺杂第一导电类型外延层(30)覆盖于重掺杂第一导电类型衬底层(20)之上；
所述第二导电类型注入结构(41)覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层(30)之上的部分表面；
所述肖特基接触超级势垒整流器元包序列覆盖于轻掺杂第一导电类型外延层(30)之上的部分表面；
所述上电极层(90)覆盖于第二导电类型注入结构(41)和肖特基接触超级势垒整流器元包序列之上。
所述上电极层(90)与第二导电类型注入结构(41)之间为欧姆接触。
所述上电极层(90)与肖特基接触超级势垒整流器元包序列之间的接触至少其中一部分接触为肖特基接触。
2.根据权利要求1所述的一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，其特征在于：还包括第二导电类型保护环及结终端区，所述第二导电类型保护环及结终端区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所述的一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器，其特征在于：所述第二导电类型注入结构(41)、肖特基接触超级势垒整流器元包序列均由一个或者多个重复的结构单元构成。
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