CN205211763U - 一种高压肖特基二极管 - Google Patents
一种高压肖特基二极管 Download PDFInfo
- Publication number
- CN205211763U CN205211763U CN201520977298.1U CN201520977298U CN205211763U CN 205211763 U CN205211763 U CN 205211763U CN 201520977298 U CN201520977298 U CN 201520977298U CN 205211763 U CN205211763 U CN 205211763U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- layer
- schottky
- thickness
- schottky diode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种高压肖特基二极管，其特征在于：包括衬底、外延层、金属接触层和保护层；所述衬底上表面外延生长有外延层；多个沟槽，间隔形成于所述外延层中；所述金属接触层设于外延层的上表面；所述金属接触层两端各设有一个欧姆接触金属，肖特基接触金属设置于金属接触层的中心部位，欧姆接触金属与肖特基接触金属之间设置有源层；所述肖特基接触金属上表面设有保护层；所述欧姆接触为高压肖特基二极管的阴极；所述肖特基接触为高压肖特基二极管的阳极。本实用新型利用沟槽形成P型阱区，在器件反向偏压时与N型外延层实现双向耗尽，从而能提高外延层浓度，保证器件导通压降要求的同时，提高器件的击穿电压。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种肖特基二极管，特别是一种可以提供高压的高压肖特基二极管。
背景技术
肖特基二极管又称肖特基势垒二极管（简称SBD），它属一种低功耗、超高速半导体器件。最显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右。其多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。
肖特基二极管是贵金属（金、银、铝、铂等）A为正极，以N型半导体B为负极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属半导体器件。因为N型半导体中存在着大量的电子，贵金属中仅有极少量的自由电子，所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然，金属A中没有空穴，也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A，B表面电子浓度逐渐降低，表面电中性被破坏，于是就形成势垒，其电场方向为B→A。但在该电场作用之下，A中的电子也会产生从A→B的漂移运动，从而削弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后，电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡，便形成了肖特基势垒。
SiC材料禁带宽度大,击穿电场高,饱和漂移速度和热导率大,化学性能稳定,抗辐射能力强,结实耐磨损.这些内在材料优越性能使其成为制作高功率、高频、耐高温、抗辐射器件的理想材料,在航天、航空、石油勘探、核能、通信等领域有广泛的应用前景。
近年来，沟槽技术被广泛使用，常用的沟槽型结构是由介质层及导电介质组成的。肖特基势垒二极管使用沟槽结构有两个重要原因，其一，传统平面型结构容易表面击穿，对器件的可靠性带来挑战，而沟槽结构肖特基势垒二极管克服了平面型结构的这一缺点；其二，沟槽型肖特基势垒二极管利用电荷平衡原理可以提高器件的击穿电压。
肖特基二极管最大的缺点是其反向偏压较低及反向漏电流偏大，像使用硅及金属为材料的肖特基二极体，其反向偏压额定耐压最高只到50V，而反向漏电流值为正温度特性，容易随着温度升高而急剧变大。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种由碳化硅作为衬底，有沟槽结构，能提供较高耐压的肖特基二极管。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型高压肖特基二极管，包括衬底、外延层、金属接触层和保护层；所述衬底上表面外延生长有外延层；多个沟槽，间隔形成于所述外延层中；所述金属接触层设于外延层的上表面；所述金属接触层两端各设有一个欧姆接触金属，肖特基接触金属设置于金属接触层的中心部位，欧姆接触金属与肖特基接触金属之间设置有源层；所述肖特基接触金属上表面设有保护层；所述欧姆接触为高压肖特基二极管的阴极；所述肖特基接触为高压肖特基二极管的阳极。
由于以上结构，欧姆接触与肖特基接触之间通过有源层ZnO连接，可以克服半导体衬底附加电阻的影响；沟槽结构克服了平面型结构的缺点；沟槽利用电荷平衡原理可以提高器件的击穿电压。
进一步，所述沟槽的槽壁介质层采用的是SiO，厚度为1um～3um,深度为2um～7um,沟槽的间隔宽度为1um～2um，沟槽的宽度为0.5um，所述沟槽的开口直径小于底部的直径；所述沟槽内填充有P型硅。
由于以上结构，介质层厚度越小，沟槽结构底部的电场越大，将使器件的峰值电场提前到达半导体材料的临界击穿电场，从而减小击穿电场，介质层厚度越大，击穿电场也会减小，当介质层厚度为1um～3um时，器件获得最大的击穿电压。
进一步，所述肖特基接触金属所采用的是Ni或Ti，肖特基接触金属的厚度为1.3um，肖特基接触金属的厚度大于有源层的厚度。
进一步，所述外延层的厚度约为3um～8um，所述外延层的厚度大于衬底的厚度。
进一步，所述保护层为Au，厚度为1～2um；所述保护层覆盖了整个肖特基接触金属的上表面。
进一步，所述衬底采用的是SiC材料，厚度为300μm，衬底和外延层周围有一层SiO薄膜；所述有源层采用的是ZnO。
由于以上结构，衬底和外延层周围的SiO薄膜层能隔离碳化硅与外界，减小外界对于碳化硅的影响。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、利用沟槽形成P型阱区，在器件反向偏压时与N型外延层实现双向耗尽，并非传统技术中在沟槽淀积绝缘层单向耗尽，从而能提高外延层浓度，保证器件导通压降要求的同时，提高器件的击穿电压；
2、所述沟槽的侧壁的厚度较小，能在器件反向耐压时形成有效耗尽，从而减小漏电流；而所述沟槽的深度较大，能提高器件的可靠性。
3、欧姆接触与肖特基接触之间通过有源层ZnO连接，可以克服半导体衬底附加电阻的影响，减小电阻，提高击穿电压。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中标记：1为保护层，2为肖特基接触金属，3为欧姆接触金属，4为外延层，5为衬底，6为有源层，7为沟槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型高压肖特基二极管，包括衬底、外延层、金属接触层和保护层；所述衬底上表面外延生长有外延层；多个沟槽，间隔形成于所述外延层中；所述金属接触层设于外延层的上表面；所述金属接触层两端各设有一个欧姆接触金属，肖特基接触金属设置于金属接触层的中心部位，欧姆接触金属与肖特基接触金属之间设置有源层；所述肖特基接触金属上表面设有保护层；所述欧姆接触为高压肖特基二极管的阴极；所述肖特基接触为高压肖特基二极管的阳极。
进一步，所述沟槽的槽壁介质层采用的是SiO，厚度为1um～3um,深度为2um～7um,沟槽的间隔宽度为1um～2um，沟槽的宽度为0.5um，所述沟槽的开口直径小于底部的直径；所述沟槽内填充有P型硅。
进一步，所述肖特基接触金属所采用的是Ni或Ti，肖特基接触金属的厚度为1.3um，肖特基接触金属的厚度大于有源层的厚度。
进一步，所述外延层的厚度约为3um～8um，所述外延层的厚度大于衬底的厚度。
进一步，所述保护层为Au，厚度为1～2um；所述保护层覆盖了整个肖特基接触金属的上表面。
进一步，所述衬底采用的是SiC材料，厚度为300μm，衬底周围有一层SiO薄膜；所述有源层采用的是ZnO。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高压肖特基二极管，其特征在于：包括衬底、外延层、金属接触层和保护层；所述衬底上表面外延生长有外延层；多个沟槽，间隔形成于所述外延层中；所述金属接触层设于外延层的上表面；所述金属接触层两端各设有一个欧姆接触金属，肖特基接触金属设置于金属接触层的中心部位，欧姆接触金属与肖特基接触金属之间设置有源层；所述肖特基接触金属上表面设有保护层；所述欧姆接触为高压肖特基二极管的阴极；所述肖特基接触为高压肖特基二极管的阳极。
2.如权利要求1所述高压肖特基二极管，其特征在于：所述沟槽的槽壁介质采用的是SiO，厚度为1um～3um,深度为2um～7um,沟槽的间隔宽度为1um～2um，沟槽的宽度为0.5um，所述沟槽的开口直径小于底部的直径；所述沟槽内填充有P型硅。
3.如权利要求1所述高压肖特基二极管，其特征在于：所述肖特基接触金属所采用的是Ni或Ti，肖特基接触金属的厚度为1.3um，肖特基接触金属的厚度大于有源层的厚度。
4.如权利要求1所述高压肖特基二极管，其特征在于：所述外延层的厚度约为3um～8um，所述外延层的厚度大于衬底的厚度。
5.如权利要求1所述高压肖特基二极管，其特征在于：所述保护层为Au，厚度为1～2um；所述保护层覆盖了整个肖特基接触金属的上表面。
6.如权利要求1所述高压肖特基二极管，其特征在于：所述衬底采用的是SiC材料，厚度为300μm，衬底周围有一层SiO薄膜；所述有源层采用的是ZnO。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520977298.1U CN205211763U (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 一种高压肖特基二极管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520977298.1U CN205211763U (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 一种高压肖特基二极管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN205211763U true CN205211763U (zh) | 2016-05-04 |
Family
ID=55849462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520977298.1U Expired - Fee Related CN205211763U (zh) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | 一种高压肖特基二极管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN205211763U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105355666A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-02-24 | 成都九十度工业产品设计有限公司 | 一种高压肖特基二极管 |
| CN106446461A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 佛山市蓝箭电子股份有限公司 | 一种肖特基二极管的工艺设计 |
| CN109671825A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 北京天元广建科技研发有限责任公司 | 一种极性半导体发光二极管 |
-
2015
- 2015-12-01 CN CN201520977298.1U patent/CN205211763U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105355666A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-02-24 | 成都九十度工业产品设计有限公司 | 一种高压肖特基二极管 |
| CN105355666B (zh) * | 2015-12-01 | 2018-06-26 | 成都九十度工业产品设计有限公司 | 一种高压肖特基二极管 |
| CN106446461A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 佛山市蓝箭电子股份有限公司 | 一种肖特基二极管的工艺设计 |
| CN109671825A (zh) * | 2017-10-17 | 2019-04-23 | 北京天元广建科技研发有限责任公司 | 一种极性半导体发光二极管 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW494526B (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
| CN110352498A (zh) | 沟槽mos型肖特基二极管 | |
| CN104851921B (zh) | 一种垂直结构的GaN基肖特基二极管及其制作方法 | |
| CN109244136B (zh) | 槽底肖特基接触SiC MOSFET器件 | |
| EP2822038B1 (en) | Insulated gate bipolar transistor | |
| CN107195678B (zh) | 一种载流子存储增强的超结igbt | |
| CN102723363B (zh) | 一种vdmos器件及其制作方法 | |
| CN105789269A (zh) | 沟槽绝缘栅双极型晶体管及其制备方法 | |
| CN109148572B (zh) | 一种反向阻断型fs-igbt | |
| CN205211763U (zh) | 一种高压肖特基二极管 | |
| CN110277439B (zh) | 一种碳化硅倒t形掩蔽层结构的mosfet器件及其制备方法 | |
| CN103943688A (zh) | 一种肖特基势垒二极管器件结构及其制作方法 | |
| CN102593154B (zh) | 一种具有p型埋层结构的槽栅二极管 | |
| CN115832057A (zh) | 一种碳化硅mosfet器件以及制备方法 | |
| CN102709317B (zh) | 一种低开启电压二极管 | |
| CN102779839A (zh) | 一种具有深能级杂质注入的绝缘栅双极性晶体管 | |
| CN109065620A (zh) | 一种具有低米勒电容的igbt器件 | |
| CN109148591A (zh) | 一种集成肖特基二极管的碳化硅槽栅mos器件 | |
| CN108091682B (zh) | 一种高可靠性肖特基接触超级势垒整流器 | |
| CN105742372A (zh) | 一种开启电压可调的槽栅型金属氧化物半导体二极管 | |
| CN105355666B (zh) | 一种高压肖特基二极管 | |
| CN109166929A (zh) | 一种具有P型GaN帽层的GaN基肖特基势垒二极管 | |
| WO2021003806A1 (zh) | 半导体器件及其制造方法 | |
| CN110416305A (zh) | 元胞结构及其应用的半导体器件 | |
| CN106098799A (zh) | 一种积累型沟槽二极管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Yang Bin Inventor before: Lu Ye |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160630 Address after: One of the first floor of 528000 Guangdong city of Foshan province Shunde Ronggui District Guizhou neighborhood ladder Yun Lu No. 21 Patentee after: Foshan core semiconductor Co., Ltd. Address before: 610000 Sichuan city of Chengdu province Wuhou District Wuhou Park Zone Vuko East Road No. 15 Building 2 1 unit 2 floor No. 231 Patentee before: CHENGDU JIUSHIDU INDUSTRIAL PRODUCT DESIGN CO., LTD. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160504 Termination date: 20171201 |