RU122204U1 - Schottky Diode with Groove Structure - Google Patents
Schottky Diode with Groove Structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU122204U1 RU122204U1 RU2012108565/28U RU2012108565U RU122204U1 RU 122204 U1 RU122204 U1 RU 122204U1 RU 2012108565/28 U RU2012108565/28 U RU 2012108565/28U RU 2012108565 U RU2012108565 U RU 2012108565U RU 122204 U1 RU122204 U1 RU 122204U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grooves
- groove
- thickness
- active region
- layer
- Prior art date
Links
Abstract
1. Диод с барьером Шоттки на рельефной структуре, содержащий полупроводниковую подложку первого типа проводимости с первой концентрацией примеси, полупроводниковый слой первого типа проводимости со второй концентрацией примеси, причем первая концентрация примеси выше, чем вторая концентрация примеси, множество канавок в полупроводниковом слое внутри ограниченной зоны, являющейся активной областью диода, имеющих противоположные боковые стенки и дно, покрытые слоем изоляции, хотя бы одну первую ограничительную замкнутую канавку, окружающую активную область и имеющую такую же глубину, как множество внутренних канавок, причем ограничительная канавка имеет внутреннюю и внешнюю боковые стенки и дно, покрытые слоем изоляции, множество гребней между соседними канавками, имеющих горизонтальную поверхность и первый тип проводимости; электрод, расположенный в каждой из канавок активной области и в ограничительной канавке, барьер Шоттки в контакте металла на горизонтальной поверхности гребней в активной области диода, первую контактную площадку, имеющую электрическое соединение с барьером Шоттки и с электродами в каждой канавке активной области и в ограничительной канавке, вторую контактную площадку, имеющую электрическое соединение с противоположной стороной полупроводниковой подложки, отличающийся тем, что первая ограничительная канавка имеет ширину не менее ширины внутренней канавки активной области и не более половины ширины области пространственного заряда при напряжении лавинного пробоя диода, слой изоляции на боковых стенках и дне канавок активной области, внутренней и внешней стенках и дне пе 1. A diode with a Schottky barrier on a relief structure, containing a semiconductor substrate of the first type of conductivity with a first concentration of impurities, a semiconductor layer of the first type of conductivity with a second concentration of impurities, and the first concentration of impurities is higher than the second concentration of impurities, a plurality of grooves in the semiconductor layer within a limited zone , which is an active region of a diode having opposite side walls and a bottom, covered with a layer of insulation, at least one first confining closed groove surrounding the active region and having the same depth as a plurality of inner grooves, and the confining groove has inner and outer side walls and a bottom covered with an insulation layer, a plurality of ridges between adjacent grooves having a horizontal surface and a first type of conductivity; an electrode located in each of the grooves of the active region and in the confining groove, a Schottky barrier in metal contact on the horizontal surface of the ridges in the active region of the diode, the first contact pad electrically connected to the Schottky barrier and with electrodes in each groove of the active region and in the confining groove , a second contact pad electrically connected to the opposite side of the semiconductor substrate, characterized in that the first limiting groove has a width not less than the width of the inner groove of the active region and not more than half the width of the space charge region at the diode avalanche breakdown voltage, an insulation layer on the side walls and the bottom of the grooves of the active region, the inner and outer walls and the bottom of the
Description
Полезная модель относится к области электронной техники, а именно к полупроводниковым приборам, в частности к конструкции выпрямительных диодов с барьером Шоттки и может быть использована в качестве дискретного прибора в различной электротехнической аппаратуре бытового и промышленного назначения.The utility model relates to the field of electronic technology, namely to semiconductor devices, in particular, to the design of rectifier diodes with a Schottky barrier and can be used as a discrete device in various electrical equipment for domestic and industrial use.
Известен диод Шоттки [1] на рельефной структуре, состоящий из полупроводникового материала с двумя противоположными гранями, включающий полупроводниковую дрейфовую область первого типа проводимости с низкой концентрацией легирующей примеси, смежную первой грани, полупроводниковую катодную область первого типа проводимости с высокой концентрацией легирующей примеси, смежную второй грани, множество пересекающихся канавок в дрейфовой области с оксидным изолирующим слоем на дне и нижней части боковых стенок, множество меза структур (гребней с плоскими вершинами) между указанными канавками. В канавках над оксидным слоем расположен слой поликремния, зоны пересечения канавок и зона, окружающая дрейфовую область, закрыты диэлектрическим слоем. Электрод анода и выпрямляющий контакт Шоттки созданы на мезаструктурах в дрейфовой области и имеют электрический контакт с поликремнием.Known Schottky diode [1] on the relief structure, consisting of a semiconductor material with two opposite faces, including a semiconductor drift region of the first type of conductivity with a low concentration of dopant, adjacent to the first face, a semiconductor cathode region of the first type of conductivity with a high concentration of dopant, adjacent to the second faces, many intersecting grooves in the drift region with an oxide insulating layer at the bottom and bottom of the side walls, many mesa structures (gr Bnei with flat tops) between said grooves. In the grooves above the oxide layer there is a polysilicon layer, the zone of intersection of the grooves and the zone surrounding the drift region are covered by a dielectric layer. The anode electrode and Schottky rectifying contact are created on mesastructures in the drift region and have electrical contact with polysilicon.
Описанная конструкция не является оптимальной, так как диод Шоттки создается не на всей доступной для этого площади, потому что канавки создаются вдоль двух направлений и зоны пересечения канавок закрыты диэлектрическим слоем. Из-за неэффективного использования площади дрейфовой области на диодах с такой конструкцией не достигаются оптимальные низкие значения прямого напряжения.The described design is not optimal, since the Schottky diode is not created on the entire area available for this, because the grooves are created along two directions and the zones of intersection of the grooves are covered by a dielectric layer. Due to the inefficient use of the area of the drift region on diodes with this design, optimal low forward voltage values are not achieved.
Известна [2] конструкция диода Шоттки на рельефной структуре, включающая сформированную в кремниевой пластине первого типа проводимости активную область, состоящую из множества канавок, заполненных проводящим поликремнием, и окруженную ограничительной канавкой, диффузионное охранное кольцо второго типа проводимости между канавками активной области и ограничительной канавкой с глубиной диффузии меньшей, чем глубина канавок, электрод анода, электрически соединенный с проводящим поликремнием в канавках активной области, с плоской поверхностью диффузионного охранного кольца и с барьером Шоттки на плоских вершинах меза структур между канавками активной области.The Schottky diode design on a relief structure is known [2], including an active region formed in a silicon wafer of the first type of conductivity, consisting of many grooves filled with conductive polysilicon and surrounded by a restriction groove, a diffusion protective ring of the second type of conductivity between the grooves of the active region and the restriction groove with with a diffusion depth less than the depth of the grooves, the anode electrode electrically connected to the conductive polysilicon in the grooves of the active region, with a flat surface by the surface of the diffusion guard ring and with the Schottky barrier on the flat vertices of the mesa structures between the grooves of the active region.
Данная конструкция не является оптимальной по технологии изготовления, так как для формирования диффузионного охранного кольца необходимо выполнять дополнительные технологические операции: дополнительная фотолитография, легирование примесью, создающей второй тип проводимости, диффузия примеси на заданную глубину. Проведение указанных дополнительных технологических операций увеличивает себестоимость изделий.This design is not optimal according to the manufacturing technology, since for the formation of a diffusion guard ring it is necessary to perform additional technological operations: additional photolithography, doping with an impurity that creates a second type of conductivity, diffusion of the impurity to a given depth. Carrying out these additional technological operations increases the cost of products.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности к предлагаемой полезной модели является диод Шоттки [3], содержащий:The closest technical solution in technical essence to the proposed utility model is a Schottky diode [3], containing:
- низкоомную полупроводниковую подложку первого типа проводимости;- low resistance semiconductor substrate of the first type of conductivity;
- полупроводниковый слой первого типа проводимости с меньшей концентрацией примеси, чем в подложке;- a semiconductor layer of the first type of conductivity with a lower concentration of impurities than in the substrate;
- множество канавок внутри полупроводникового слоя, каждая из которых имеет противоположные боковые стенки и дно, и смежна по крайней мере одной меза структуре с плоской вершиной, имеющей первый тип проводимости, каждая канавка имеет первый слой изоляции первой толщины на каждой боковине и второй слой изоляции второй толщины в нижней части (на дне), вторая толщина должна быть больше, чем первая толщина;- many grooves inside the semiconductor layer, each of which has opposite side walls and the bottom, and is adjacent to at least one mesa structure with a flat top having the first type of conductivity, each groove has a first insulation layer of the first thickness on each sidewall and a second insulation layer of the second thickness at the bottom (bottom), the second thickness should be greater than the first thickness;
- электрод, расположенный в каждой из указанных канавок и примыкающий к первому и второму слоям изоляции;- an electrode located in each of these grooves and adjacent to the first and second layers of insulation;
- ограничительную канавку той же глубины, как множество внутренних канавок, имеющую нижнюю часть и внутренние боковые стенки, внутренняя боковина является боковиной меза структуры и имеет изоляционный слой первой толщины, нижняя часть ограничительной канавки имеет изоляционный слой второй толщины;- a boundary groove of the same depth as a plurality of internal grooves having a lower part and internal side walls, the inner sidewall is a sidewall of the structure mesa and has an insulating layer of a first thickness, the lower part of the limiting groove has an insulating layer of a second thickness;
- электрод, расположенный на слое изоляции внутренней боковой стенки и на слое изоляции нижней части ограничительной канавки;- an electrode located on the insulation layer of the inner side wall and on the insulation layer of the lower part of the restrictive groove;
- барьер Шоттки в контакте металла на горизонтальной стороне меза структуры;- Schottky barrier in the metal contact on the horizontal side of the mesa structure;
- первый электрический контакт с электродами во внутренних канавках и с электродом на слое изоляции внутренней боковины и нижней части ограничительной канавки;- the first electrical contact with the electrodes in the inner grooves and with the electrode on the insulation layer of the inner sidewall and the lower part of the restrictive groove;
- второй электрический контакт на противоположной стороне полупроводниковой подложки.- a second electrical contact on the opposite side of the semiconductor substrate.
Однако описанная конструкция диода с барьером Шоттки на рельефной структуре имеет следующие недостатки:However, the described design of a diode with a Schottky barrier on a relief structure has the following disadvantages:
1. Изолирующие слои на боковых стенках и на нижней части канавок должны иметь разную толщину и поэтому их нельзя создать в одном технологическом процессе. Для создания на боковых стенках и на нижней части канавок изолирующих слоев разной толщины требуется дополнительно формировать специальную нитридную маску только на вертикальных боковых стенках канавок, что является сложным трудоемким процессом, требует применения сложного дорогостоящего оборудования и снижает рентабельность производства приборов.1. The insulating layers on the side walls and on the bottom of the grooves must have different thicknesses and therefore they cannot be created in one technological process. To create insulating layers of different thicknesses on the side walls and on the bottom of the grooves, it is necessary to additionally form a special nitride mask only on the vertical side walls of the grooves, which is a complex labor-intensive process, requires the use of sophisticated expensive equipment and reduces the profitability of instrument manufacturing.
2. Электрод, расположенный на слое изоляции внутренней боковой стенки и на слое изоляции нижней части ограничительной канавки в конструкции диода Шоттки является полевой обкладкой, предназначенной для расширения области пространственного заряда за пределы активной области диода и повышения пробивного напряжения прибора Uпр. На данной известной конструкции не достигаются оптимальные значения обратного пробивного напряжения из-за того, что указанный электрод расположен на дне ограничительной канавки, где толщина полупроводникового слоя с низкой концентрацией примеси уменьшена на глубину травления канавки и лавинный пробой в данной конструкции происходит при меньших значениях обратного напряжения, чем это происходило бы при толщине полупроводникового слоя с низкой концентрацией примеси, равной исходному значению (до травления канавок).2. The electrode located on the insulation layer of the inner side wall and on the insulation layer of the lower part of the restriction groove in the design of the Schottky diode is a field plate designed to expand the space charge region beyond the active region of the diode and increase the breakdown voltage of the device U pr This known design does not achieve optimal values of the reverse breakdown voltage due to the fact that the specified electrode is located at the bottom of the restrictive groove, where the thickness of the semiconductor layer with a low concentration of impurities is reduced by the depth of etching of the groove and avalanche breakdown in this design occurs at lower values of the reverse voltage than this would occur when the thickness of the semiconductor layer with a low impurity concentration equal to the initial value (before etching of the grooves).
Технический результат полезной модели - улучшение технико-экономических показателей приборов путем исключения из технологического процесса трудоемких технологических операций, повышение пробивного напряжения диодов Шоттки, уменьшение обратных токов утечек.The technical result of the utility model is to improve the technical and economic indicators of devices by eliminating labor-intensive technological operations from the technological process, increasing the breakdown voltage of Schottky diodes, and reducing reverse leakage currents.
Технический результат достигается тем, что диод с барьером Шоттки на рельефной структуре, содержит полупроводниковую подложку первого типа проводимости с первой концентрацией примеси, полупроводниковый слой первого типа проводимости со второй концентрацией примеси, причем, первая концентрация примеси выше, чем вторая концентрация примеси, множество канавок внутри полупроводникового слоя, образующих активную область диода, имеющих противоположные боковые стенки и дно, покрытые слоем изоляции, хотя бы одну ограничительную замкнутую канавку, окружающую активную область и имеющую такую же глубину, как множество внутренних канавок, причем, ограничительная канавка имеет внутреннюю и внешнюю боковые стенки и дно, покрытые слоем изоляции, множество гребней между соседними канавками, имеющих горизонтальную поверхность и первый тип проводимости; электрод, расположенный в каждой из канавок активной области и в ограничительной канавке, барьер Шоттки в контакте металла на горизонтальной поверхности гребней в активной области диода, первую контактную площадку, имеющую электрическое соединение с барьером Шоттки и с электродами в каждой канавке активной области и в ограничительной канавке, вторую контактную площадку, имеющую электрическое соединение с противоположной стороной полупроводниковой подложки, ограничительная канавка имеет ширину не менее ширины внутренней канавки активной области и не более половины ширины области пространственного заряда при напряжении лавинного пробоя диода, слой изоляции на боковых стенках и дне канавок активной области, внутренней и внешней стенках и дне ограничительной канавки имеет первую толщину, часть горизонтальной поверхности полупроводникового слоя первого типа проводимости, расположенная за пределами внешней боковой стенки ограничительной канавки, покрыта вторым изолирующим слоем второй толщины, причем, вторая толщина больше первой толщины, электрод в ограничительной канавке расположен на слое изоляции первой толщины и примыкает к внутренней и внешней боковым стенкам и дну, часть первой контактной площадки за пределами внешней боковой стенки ограничительного кольца расположена на втором изолирующем слое второй толщины и распространяется за пределы внешней боковой стенки последней ограничительной канавки на расстояние не менее ширины области пространственного заряда в полупроводниковом слое при напряжении лавинного пробоя, а также в том, что содержит одну первую и несколько дополнительных ограничительных замкнутых канавок, имеющих такую же глубину, как множество внутренних канавок, причем, каждая дополнительная ограничительная канавка имеет внутреннюю и внешнюю боковые стенки и дно, покрытые слоем изоляции первой толщины, и электрод на изолирующем слое первой толщины, примыкающий к внутренней и внешней боковым стенкам и дну, горизонтальная поверхность гребней, смежных с дополнительными ограничительными канавками покрыта изолирующим слоем второй толщины, и в том, что содержит множество поперечных канавок, соединяющих соседние ограничительные канавки, имеющих такую же глубину, как множество внутренних канавок, причем, каждая поперечная канавка имеет противоположные боковые стенки и дно, покрытые слоем изоляции первой толщины, и электрод на изолирующем слое первой толщины, примыкающий к боковым стенкам и дну.The technical result is achieved by the fact that a diode with a Schottky barrier on a relief structure contains a semiconductor substrate of the first conductivity type with a first impurity concentration, a semiconductor layer of a first conductivity type with a second impurity concentration, wherein the first impurity concentration is higher than the second impurity concentration, a plurality of grooves inside a semiconductor layer forming the active region of the diode, having opposite side walls and the bottom, covered with an insulation layer, at least one restrictive closed to a groove surrounding the active region and having the same depth as a plurality of internal grooves, wherein the restriction groove has an inner and an outer side wall and a bottom covered with an insulation layer, a plurality of ridges between adjacent grooves having a horizontal surface and a first type of conductivity; an electrode located in each of the grooves of the active region and in the boundary groove, the Schottky barrier in the metal contact on the horizontal surface of the ridges in the active region of the diode, the first contact pad that is electrically connected to the Schottky barrier and with electrodes in each groove of the active region and in the boundary groove , the second contact pad having an electrical connection with the opposite side of the semiconductor substrate, the restriction groove has a width of not less than the width of the inner groove act in the outer region and not more than half the width of the space charge region under the avalanche breakdown voltage of the diode, the insulation layer on the side walls and the bottom of the grooves of the active region, the inner and outer walls, and the bottom of the boundary groove has a first thickness, part of the horizontal surface of the semiconductor layer of the first conductivity type, located behind outside the outer side wall of the restriction groove, covered with a second insulating layer of a second thickness, and, the second thickness is greater than the first thickness, the electrode is in the limit th groove is located on the insulation layer of the first thickness and adjacent to the inner and outer side walls and the bottom, part of the first contact pad outside the outer side wall of the restriction ring is located on the second insulating layer of the second thickness and extends beyond the outer side wall of the last restriction groove to a distance of less than the width of the space charge region in the semiconductor layer at an avalanche breakdown voltage, and also that it contains one first and several additional ogres negligible closed grooves having the same depth as a plurality of internal grooves, each additional limiting groove having an inner and outer side wall and a bottom coated with an insulation layer of a first thickness, and an electrode on an insulating layer of a first thickness adjacent to the inner and outer side walls and the bottom, the horizontal surface of the ridges adjacent to the additional restrictive grooves is covered with an insulating layer of a second thickness, and in that it contains many transverse grooves connecting the neighbor ue restrictive grooves having the same depth as a plurality of internal grooves, wherein each transverse groove has opposing side walls and a bottom covered with an insulation layer of a first thickness, and the electrode on the insulating layer of a first thickness adjacent the side walls and bottom.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1 и заключается в том, что:The essence of the utility model is illustrated in figure 1 and lies in the fact that:
- в заявляемой конструкции изолирующий слой на боковых стенках и нижней части канавок создается в едином окислительном процессе;- in the claimed design, an insulating layer on the side walls and the bottom of the grooves is created in a single oxidation process;
- формирование канавок активной и охранной области выполняется в едином технологическом цикле;- the formation of grooves of the active and protective areas is performed in a single technological cycle;
- охранная область включает как минимум одно первое ограничительное кольцо, ширина которого должна быть не менее ширины внутренней канавки активной области и не более половины ширины области пространственного заряда при напряжении лавинного пробоя диода, и полевой электрод, длина которого должна быть не менее ширины области пространственного заряда в полупроводниковом слое при напряжении лавинного пробоя;- the protection region includes at least one first restrictive ring, the width of which must be not less than the width of the inner groove of the active region and not more than half the width of the space charge region at the avalanche breakdown voltage of the diode, and a field electrode whose length must be not less than the width of the space charge region in a semiconductor layer at an avalanche breakdown voltage;
- ширина гребней подобрана оптимально для обеспечения минимальных обратных токов утечек.- the width of the ridges is optimally selected to ensure minimum reverse leakage currents.
Диоды с барьером Шоттки на рельефной структуре (trench диоды Шоттки) имеют ряд преимуществ по сравнению с классическими планарными диодами Шоттки [4], а именно меньше токи утечки, ниже значения прямого напряжения при одинаковых геометрических размерах и режимах измерений.Diodes with a Schottky barrier on a relief structure (trench Schottky diodes) have a number of advantages compared to classical planar Schottky diodes [4], namely less leakage currents, lower direct voltage values with the same geometric dimensions and measurement modes.
На фиг.1 изображена конструкция диода Шоттки на рельефной структуре в разрезе.Figure 1 shows the construction of a Schottky diode on a relief structure in section.
На чертеже введены следующие обозначения.The following notation is introduced in the drawing.
1 - полупроводниковая подложка;1 - semiconductor substrate;
2 - полупроводниковый слой;2 - semiconductor layer;
3 - множество канавок, образующих активную область;3 - many grooves forming the active region;
4 - противоположные боковые стенки канавок активной области;4 - opposite side walls of the grooves of the active region;
5 - дно канавок активной области;5 - bottom of the grooves of the active region;
6 - слой изоляции на боковых стенках и дне канавок активной области;6 - layer of insulation on the side walls and the bottom of the grooves of the active region;
7 - первая ограничительная канавка;7 - the first restrictive groove;
8 - дополнительные ограничительные канавки;8 - additional restrictive grooves;
9 - внутренняя боковая стенка ограничительной канавки;9 - the inner side wall of the restrictive groove;
10 - внешняя боковая стенка ограничительной канавки;10 - the outer side wall of the restrictive groove;
11 - дно ограничительной канавки;11 - the bottom of the restrictive groove;
12 - слой изоляции на внутренней и внешней стенках и дне ограничительных канавок;12 - insulation layer on the inner and outer walls and the bottom of the restrictive grooves;
13 - гребень между канавками;13 - crest between the grooves;
14 - горизонтальная поверхность на гребне;14 - horizontal surface on the ridge;
15 - электрод в канавке;15 - electrode in the groove;
16 - барьерный металл;16 - barrier metal;
17 - барьер Шоттки в контакте металла с полупроводниковым слоем;17 - Schottky barrier in contact with the metal semiconductor layer;
18 - второй изолирующий слой;18 - second insulating layer;
19 - первая контактная площадка;19 - the first contact pad;
20 - вторая контактная площадка;20 - second contact pad;
21 - часть первой контактной площадки за пределами внешней боковой стенки первого ограничительного кольца;21 - part of the first contact pad outside the outer side wall of the first restrictive ring;
22 - длина полевого электрода.22 is the length of the field electrode.
На фиг.2 показано сечение trench диода Шоттки в соответствии с известным техническим решением [3].Figure 2 shows a cross section of a trench Schottky diode in accordance with the known technical solution [3].
Способ изготовления заявленной структуры диода Шоттки в соответствии с настоящей полезной моделью пояснен фигурами 3а-3з.A method of manufacturing the claimed structure of the Schottky diode in accordance with this utility model is illustrated by figures 3a-3z.
На фиг.3а показана исходная структура с эпитаксиальным слоем. Фиг.3б показывает структуру после создания маскирующего слоя для травления канавок. На фиг.3в - структура после фотолитографии и вытравленными канавками в эпитаксиальном слое. Фиг.3г показывает структуру со сформированным подзатворным окислом и электродами внутри канавок в активной и охранной области. Фиг.3д показывает нитридную маску по которой будет выращиваться полевой окисел. Структура с полевым окислом на фиг.3е. Фиг.3ж - структура после удаления нитридной маски. На фиг.3з - структура после формирования барьерного и контактного металла.On figa shows the original structure with an epitaxial layer. Fig.3b shows the structure after creating a mask layer for etching grooves. On figv - structure after photolithography and etched grooves in the epitaxial layer. Fig. 3g shows a structure with formed gate oxide and electrodes inside the grooves in the active and protective region. Fig. 3d shows a nitride mask through which field oxide will be grown. Field oxide structure in FIG. Fig.3g - structure after removal of the nitride mask. On figs - structure after the formation of the barrier and contact metal.
Для изготовления диода Шоттки используются кремниевые подложки n-типа проводимости 1 с низким удельным сопротивлением (например, КЭМ 0,003) и с определенной ориентацией (например, <100>). На указанных кремниевых подложках известными стандартными методами наращивается эпитаксиальный слой 2 заданной толщины и с заданным удельным сопротивлением (например, толщина 8 мкм, удельное сопротивление 2,3 Ом×см) (Фиг.3а).For the manufacture of a Schottky diode, silicon substrates of n-type conductivity 1 with a low resistivity (for example, KEM 0.003) and with a certain orientation (for example, <100>) are used. On these silicon substrates, by the known standard methods, an epitaxial layer 2 of a given thickness and with a given specific resistance (for example, a thickness of 8 μm, a specific resistance of 2.3 Ohm × cm) is grown (Fig. 3a).
На поверхности полупроводникового слоя известными методами создается маскирующий слой (например, SiO2) необходимой толщины (Фиг.3б) и методом фотолитографии в маскирующем слое формируется заданный топологический рисунок для травления множества канавок. Затем известным методом плазмо-химического травления создаются множество канавок заданной глубины (1,5…2,5 мкм) (Фиг.3в). После создания множества канавок маскирующий слой удаляется известными способами со всей поверхности полупроводникового слоя. Затем методом термического окисления на боковых стенках и дне множества канавок, а также на горизонтальных поверхностях гребней между канавками и на части поверхности полупроводникового слоя за пределами ограничительных колец создается первый изолирующий слой 12 толщиной от 60 нм до 250 нм. Для создания электродов 15 в канавках на всю поверхность полупроводникового слоя, на боковые стенки и дно канавок известными методами осаждается слой низкоомного поликремния, а затем известными методами удаляется поликремний, который был осажден на горизонтальную поверхность гребней и за пределами ограничительных колец, но не удаляется поликремний, который осажден на боковые стенки и дно множества канавок (Фиг.3г).Using the known methods, a mask layer (for example, SiO 2 ) of the required thickness is created on the surface of the semiconductor layer (Fig. 3b) and a predetermined topological pattern is formed in the mask layer by etching a plurality of grooves. Then, by the known method of plasma-chemical etching, many grooves of a given depth (1.5 ... 2.5 μm) are created (Fig.3c). After creating many grooves, the mask layer is removed by known methods from the entire surface of the semiconductor layer. Then, by the method of thermal oxidation, on the side walls and the bottom of the plurality of grooves, as well as on the horizontal surfaces of the ridges between the grooves and on a part of the surface of the semiconductor layer outside the bounding rings, a first insulating layer 12 with a thickness of 60 nm to 250 nm is created. To create electrodes 15 in grooves on the entire surface of the semiconductor layer, on the side walls and the bottom of the grooves, a low-resistance polysilicon layer is deposited by known methods, and then polysilicon is removed by known methods, which was deposited on the horizontal surface of the ridges and beyond the bounding rings, but the polysilicon is not removed, which is deposited on the side walls and the bottom of the plurality of grooves (Fig. 3d).
Затем на всю поверхность полупроводникового слоя осаждается маскирующий слой нитрида кремния и методом фотолитографии создается нитридная маска над активной областью диода (Фиг.3д) и методом термического окисления формируется второй изолирующий слой 20 второй толщины от 350 нм до 900 нм(Фиг.3е).Then, a masking layer of silicon nitride is deposited on the entire surface of the semiconductor layer and a nitride mask is created by the photolithography method over the active region of the diode (Fig. 3d) and a second insulating layer 20 of the second thickness from 350 nm to 900 nm is formed by thermal oxidation (Fig. 3e).
После создания второго изолирующего слоя удаляется нитридная маска, стравливается первый изолирующий слой с горизонтальной поверхности гребней в активной области, производится тщательная очистка горизонтальрьер Шоттки на горизонтальной поверхности гребней и создается первая контактная площадка (Фиг.3з). Затем известными методами создается вторая контактная площадки на противоположной стороне низкоомной подложки.After creating the second insulating layer, the nitride mask is removed, the first insulating layer is etched from the horizontal surface of the ridges in the active region, the Schottky horizontal barrier is thoroughly cleaned on the horizontal surface of the ridges, and the first contact area is created (Fig.3z). Then, by known methods, a second contact pad is created on the opposite side of the low-resistance substrate.
Технико-экономические показатели улучшаются за счет того, что не требуется создание на боковых стенках и на нижней части канавок изолирующих слоев разной толщины для которых требуется дополнительно формировать специальную нитридную маску только на вертикальных боковых стенках канавок, что является сложным трудоемким процессом, требует применения сложного дорогостоящего оборудования и снижает рентабельность производства приборов. Увеличение пробивного напряжения достигается за счет того что полевая обкладка, предназначенная для расширения области пространственного заряда за пределы активной области диода и повышения пробивного напряжения прибора, находится на оптимальном расстоянии от границы раздела подложка-эпитаксия. Низкие значения токов утечки достигаются за счет варьирования расстояния между канавками и их глубины.Technical and economic indicators are improved due to the fact that it is not necessary to create insulating layers of different thicknesses on the side walls and on the bottom of the grooves for which it is necessary to additionally form a special nitride mask only on the vertical side walls of the grooves, which is a complex labor-intensive process and requires the use of a complex, expensive equipment and reduces the profitability of the manufacture of devices. An increase in the breakdown voltage is achieved due to the fact that the field lining, designed to expand the space charge region beyond the active region of the diode and increase the breakdown voltage of the device, is at the optimal distance from the substrate – epitaxy interface. Low leakage currents are achieved by varying the distance between the grooves and their depth.
Источники информацииInformation sources
1. Патент US 6420768 B1 Int. сl. H01L 27/095 16.07.20021. Patent US 6420768 B1 Int. сl. H01L 27/095 07/16/2002
2. Патент US 7466005 B2 Int. сl. H01L 27/095 16.12.20082. Patent US 7466005 B2 Int. сl. H01L 27/095 12/16/2008
3. Патент US 6977208 B2 Int. сl. H01L 21/28 20.12.20053. Patent US 6977208 B2 Int. сl. H01L 21/28 12/20/2005
4. Mehrotra M., Baliga B.A. Solid-State Electronics Vol.38, No.4, pp.801-806. 19954. Mehrotra M., Baliga B.A. Solid-State Electronics Vol. 38, No.4, pp. 801-806. 1995
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012108565/28U RU122204U1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Schottky Diode with Groove Structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012108565/28U RU122204U1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Schottky Diode with Groove Structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU122204U1 true RU122204U1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012108565/28U RU122204U1 (en) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Schottky Diode with Groove Structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU122204U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550374C1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество "Оптрон" | Silicone diode with schottky barrier junction and method of its manufacturing |
| RU196936U1 (en) * | 2019-12-13 | 2020-03-23 | Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" | TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF PRODUCTION OF HIGH VOLTAGE SILICON CARBIDE SILICA DIODES OF SCHOTKA |
-
2012
- 2012-03-05 RU RU2012108565/28U patent/RU122204U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550374C1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество "Оптрон" | Silicone diode with schottky barrier junction and method of its manufacturing |
| RU196936U1 (en) * | 2019-12-13 | 2020-03-23 | Акционерное общество "ГРУППА КРЕМНИЙ ЭЛ" | TEST ELEMENT FOR QUALITY CONTROL OF PRODUCTION OF HIGH VOLTAGE SILICON CARBIDE SILICA DIODES OF SCHOTKA |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5812029B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| US6710418B1 (en) | Schottky rectifier with insulation-filled trenches and method of forming the same | |
| CN101645448B (en) | Rectifier with pn clamp regions under trenches | |
| JP4945594B2 (en) | Power semiconductor device | |
| JP7279770B2 (en) | semiconductor equipment | |
| CN103972288A (en) | Super-junction Trench Mosfet And Manufacturing Method Thereof | |
| US20130248882A1 (en) | Semiconductor device | |
| JP2013258327A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| TWI492310B (en) | Trench schottky barrier diode and manufacturing method thereof | |
| CN111081779B (en) | Shielded gate trench MOSFET and manufacturing method thereof | |
| CN208127215U (en) | Electronic equipment including termination structure | |
| KR20060040592A (en) | Semiconductor device having an edge termination structure and method of manufacture thereof | |
| TWI539577B (en) | Integrated gate runner and field implant termination for trench devices | |
| US9059147B1 (en) | Junction barrier schottky (JBS) with floating islands | |
| CN104471710A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing same | |
| CN116072710B (en) | Double-groove type SiC MOSFET cell structure, device and preparation method | |
| JP2023099104A (en) | Semiconductor device | |
| CN108091573A (en) | Shield grid groove MOSFET ESD structures and its manufacturing method | |
| JP2019521529A (en) | POWER DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
| JP2021108400A (en) | Semiconductor device | |
| US9515136B2 (en) | Edge termination structure for a power integrated device and corresponding manufacturing process | |
| RU122204U1 (en) | Schottky Diode with Groove Structure | |
| JP2017022185A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of the same | |
| CN106158631A (en) | Band buried regions groove power device and preparation method thereof | |
| WO2021003806A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140306 |