本實用新型涉及功率半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種淺埋層高壓肖特基整流器。

背景技術(shù)：

功率半導(dǎo)體整流器，廣泛應(yīng)用于功率轉(zhuǎn)換器和電源中。兩種常見的高壓半導(dǎo)體整流器結(jié)構(gòu)分別是PIN高壓整流器和肖特基高壓整流器。

其中PIN整流器正向壓降大，反向恢復(fù)時間長，但漏電較小，并且具有優(yōu)越的高溫穩(wěn)定性，主要應(yīng)用于300V以上的中高壓范圍。

肖特基勢壘整流器主要應(yīng)用于200V以下的中低壓范圍，其正向壓降小，反向恢復(fù)時間短，但反向漏電流較高，高溫可靠性較差。

在肖特基整流器的實際應(yīng)用中，除了對高擊穿電壓，低正向壓降和低漏電流的要求外，高可靠性也是必不可少的設(shè)計要求。已經(jīng)公開的典型的肖特基整流器，為了實現(xiàn)高的抗沖擊可靠性，通常在有源區(qū)表面普遍形成一層雜質(zhì)濃度高于外延層雜質(zhì)濃度的表面高雜質(zhì)濃度區(qū)。這樣的肖特基整流器有高的抗沖擊可靠性，但也正是由于表面高雜質(zhì)濃度區(qū)的存在，其漏電流變大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中漏電流大的問題。

為實現(xiàn)本實用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種淺埋層高壓肖特基整流器，其特征在于：包括重摻雜第一導(dǎo)電類型襯底層、輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層、第二導(dǎo)電類型保護環(huán)區(qū)、第一導(dǎo)電類型淺埋層、肖特基勢壘層、場介質(zhì)層、陽極金屬層和陰極金屬層。

所述重摻雜第一導(dǎo)電類型襯底層覆蓋于陰極金屬層之上。

所述輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層覆蓋于重摻雜第一導(dǎo)電類型襯底層之上。

所述第二導(dǎo)電類型保護環(huán)區(qū)覆蓋于輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層之上的部分表面。

所述第一導(dǎo)電類型淺埋層浮空于輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層內(nèi)部。所述第一導(dǎo)電類型淺埋層與第二導(dǎo)電類型保護環(huán)區(qū)接觸或者不接觸。

所述肖特基勢壘層覆蓋于輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層之上的部分表面和第二導(dǎo)電類型保護環(huán)區(qū)之上的部分表面。

所述場介質(zhì)層覆蓋于輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層之上的部分表面。

所述陽極金屬層覆蓋于介質(zhì)層和肖特基勢壘層之上。

進一步，所述第二導(dǎo)電類型保護環(huán)區(qū)為閉合狀的環(huán)形結(jié)構(gòu)。環(huán)形包圍的中間區(qū)域為有源區(qū)。

進一步，所述場介質(zhì)層位于有源區(qū)外部。所述肖特基勢壘層位于有源區(qū)內(nèi)部。

進一步，所述場介質(zhì)層還覆蓋于第二導(dǎo)電類型保護環(huán)區(qū)之上的部分表面。所述場介質(zhì)層與第一導(dǎo)電類型淺埋層不接觸。所述場介質(zhì)層與肖特基勢壘層不重疊。

本實用新型的技術(shù)效果是毋庸置疑的，本實用新型中的淺埋層高壓肖特基整流器及其制作方法，制作所得的產(chǎn)品保持高擊穿電壓，低正向壓降和高抗沖擊可靠性的前提下，具有低漏電流的優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的新器件1剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例的新器件2剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例的新器件正向特性曲線對比示意圖；

圖4為本實用新型實施例的新器件反向特性曲線對比示意圖；

圖中：重摻雜第一導(dǎo)電類型襯底層10、輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層20、第二導(dǎo)電類型保護環(huán)區(qū)21、第一導(dǎo)電類型淺埋層22、肖特基勢壘層23、場介質(zhì)層30、陽極金屬層40和陰極金屬層50。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步說明，但不應(yīng)該理解為本實用新型上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實用新型的保護范圍內(nèi)。

實施例1：

如圖1所示，本實施例制作的淺埋層高壓肖特基整流器，即新器件1，其特征在于：包括N+型襯底層10、N型外延層20、P型保護環(huán)區(qū)21、N型淺埋層22、肖特基勢壘層23、場介質(zhì)層30、陽極金屬層40和陰極金屬層50。第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。

所述N型外延層20覆蓋在N+型襯底層10之上。所述N+型襯底層10為摻雜濃度19次方以上的砷雜質(zhì)襯底。所述N型外延層20為雜質(zhì)濃度2×10¹⁵cm^-3的磷雜質(zhì)外延層。

所述P型保護環(huán)區(qū)21覆蓋在N型外延層20的部分區(qū)域。P型保護環(huán)區(qū)21是閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其環(huán)繞的中間區(qū)域稱為有源區(qū)。所述P型保護環(huán)區(qū)21采用劑量3×10¹³cm^-2的硼注入后1100度退火形成。

所述N型淺埋層22浮空于N型外延層20內(nèi)部,并位于有源區(qū)內(nèi)，且與P型保護環(huán)區(qū)21接觸；所述N型淺埋層22采用劑量為5×10¹¹cm^-2，能量為1000KeV的砷注入后經(jīng)過高溫快速退火形成，高溫退火的條件選為1000攝氏度，30秒鐘。

所述場介質(zhì)層30覆蓋于N型外延層20之上的部分表面。所述場介質(zhì)層30位于有源區(qū)外。所述場介質(zhì)層30還覆蓋于P型保護環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述場介質(zhì)層30與N型淺埋層22不接觸；所述場介質(zhì)層30與肖特基勢壘層23不重疊。所述場介質(zhì)層30約1微米。

所述肖特基勢壘層23覆蓋于N型外延層20之上的部分表面和P型保護環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述肖特基勢壘層23位于有源區(qū)內(nèi)；所述肖特基勢壘層23由鉑金屬和硅形成的合金構(gòu)成。

所述陽極金屬層40連接肖特基勢壘層23，同時，所述陽極金屬層40還覆蓋在場介質(zhì)層30之上。

所述陰極金屬層50位于N+型襯底層10之下。

圖3給出了本實施例新器件1的正向特性曲線。與常規(guī)器件相比，同樣的陽極電流下，新器件1的正向?qū)妷翰畈欢嗯c常規(guī)器件的正向?qū)妷合嗤?，因此新器件保持了低正向壓降的特點。

圖4給出了新器件1的反向特性曲線。可以看出，與常規(guī)器件相比，新器件1保持了高擊穿電壓特性，并且具有較低的漏電流。

實施例2：

如圖2所示，本實施例制作出的淺埋層高壓肖特基整流器，即新器件2，其特征在于：包括N+型襯底層10、N型外延層20、P型保護環(huán)區(qū)21、N型淺埋層22、肖特基勢壘層23、場介質(zhì)層30、陽極金屬層40和陰極金屬層50。第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。

所述N型外延層20覆蓋在N+型襯底層10之上。所述N+型襯底層10為摻雜濃度19次方以上的砷雜質(zhì)襯底。所述N型外延層20為雜質(zhì)濃度2×10¹⁵cm^-3的磷雜質(zhì)外延層。

所述P型保護環(huán)區(qū)21覆蓋在N型外延層20的部分區(qū)域。P型保護環(huán)區(qū)21是閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其環(huán)繞的中間區(qū)域稱為有源區(qū)。所述P型保護環(huán)區(qū)21采用劑量3×10¹³cm^-2的硼注入后1100度退火形成。

所述N型淺埋層22浮空于N型外延層20內(nèi)部,并位于有源區(qū)內(nèi)；所述N型淺埋層22明顯的與P型保護環(huán)區(qū)21不接觸；所述N型淺埋層22采用劑量為5×10¹¹cm^-2，能量為1000KeV的砷注入后經(jīng)過高溫快速退火形成，高溫退火的條件選為1000攝氏度，30秒鐘。

所述場介質(zhì)層30覆蓋于N型外延層20之上的部分表面。所述場介質(zhì)層30位于有源區(qū)外。所述場介質(zhì)層30還覆蓋于P型保護環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述場介質(zhì)層30與N型淺埋層22不接觸；所述場介質(zhì)層30與肖特基勢壘層23不重疊。所述場介質(zhì)層30約1微米。

所述肖特基勢壘層23覆蓋于N型外延層20之上的部分表面和P型保護環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述肖特基勢壘層23位于有源區(qū)內(nèi)；所述肖特基勢壘層23由鉑金屬和硅形成的合金構(gòu)成。

所述陽極金屬層40連接肖特基勢壘層23，同時，所述陽極金屬層40還覆蓋在場介質(zhì)層30之上。

所述陰極金屬層50位于N+型襯底層10之下。

如圖3所示為實施例中制作的新器件1和新器件2的正向特性曲線。與常規(guī)器件相比，同樣的陽極電流下，新器件的正向?qū)妷翰畈欢嗯c常規(guī)器件的正向?qū)妷合嗤虼诵缕骷３至说驼驂航档奶攸c。

如圖4所示為實施例中制作的新器件1和新器件2的反向特性曲線?？梢钥闯觯c常規(guī)器件相比，新器件保持了高擊穿電壓特性，并且具有較低的漏電流。