溝槽型mos勢壘肖特基二極管的制作方法
【專利摘要】一種溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，包括：一襯底；一外延薄膜，其制作在襯底上，該外延薄膜的中間有一凸臺，該凸臺的側(cè)壁為平面；一保護環(huán)，其制作在外延薄膜的凸臺的周圍，并位于凸臺周圍的平面向下；一絕緣介質(zhì)薄膜，其制作在外延薄膜的凸臺周圍的側(cè)壁上，高度與外延薄膜的凸臺齊平，并位于保護環(huán)上，位于保護環(huán)上的部分的高度低于凸臺的表面，其斷面為L形；一肖特基接觸金屬，其制作在絕緣介質(zhì)薄膜的表面，并覆蓋外延薄膜凸臺的表面；一第一壓焊塊，其覆蓋于肖特基接觸金屬的表面；一歐姆接觸金屬，其制作在襯底的背面；一第二壓焊塊，其制作在歐姆接觸金屬的背面，其可以進一步降低碳化硅電力電子器件的功耗。
【專利說明】溝槽型MOS勢壘肖特基二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種溝槽型MOS勢壘肖特基二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]碳化硅材料具有寬帶隙，高擊穿場強，高熱導(dǎo)率，高飽和電子遷移速率，極好的物理化學(xué)穩(wěn)定性等特性。十分適用于高溫，高頻，大功率和極端環(huán)境下工作。碳化硅肖特基二極管是最早實現(xiàn)商品化的器件。1000V以下的器件通常采用肖特基勢壘二極管(SchottkyBarrier Diodes-SBD)的結(jié)構(gòu)，1000V以上的器件通常采用結(jié)勢魚肖特基二極管(JunctionBarrier Schottky Diodes-JBS)的結(jié)構(gòu)。
[0003]傳統(tǒng)的溝槽型MOS勢魚肖特基二極管(Trench MOS Barrier SchottkyDiodes-TMBS)最早用來降低硅基肖特基二極管的漂移區(qū)通態(tài)電阻，從而降低器件的功耗。然而將這種傳統(tǒng)的TMBS結(jié)構(gòu)應(yīng)用在碳化硅電力電子器件中時，由于碳化硅材料的臨界擊穿電場強度是硅的十倍，器件在反向偏壓下，溝槽中的絕緣介質(zhì)薄膜通常早于碳化硅發(fā)生擊穿，大大減小了器件的耐壓能力。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了解決上述問題，本實用新型的目的在于，提供一種溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其與常用的JBS結(jié)構(gòu)器件相比，不但反向耐壓提高了數(shù)百伏，尤其是反向漏電流降低了數(shù)個數(shù)量級，可以進一步降低碳化硅電力電子器件的功耗。
[0005]本實用新型提供一種溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，包括:
[0006]一襯底；
[0007]一外延薄膜，其制作在襯底上，該外延薄膜的中間有一凸臺，該凸臺的側(cè)壁為平面；
[0008]一保護環(huán)，其制作在外延薄膜的凸臺的周圍，并位于凸臺周圍的平面向下；
[0009]一絕緣介質(zhì)薄膜，其制作在外延薄膜的凸臺周圍的側(cè)壁上，高度與外延薄膜的凸臺齊平，并位于保護環(huán)上，位于保護環(huán)上的部分的高度低于凸臺的表面，其斷面為L形；
[0010]一肖特基接觸金屬，其制作在絕緣介質(zhì)薄膜的表面，并覆蓋外延薄膜凸臺的表面；
[0011]一第一壓焊塊，其覆蓋于肖特基接觸金屬的表面；
[0012]一歐姆接觸金屬，其制作在襯底的背面；
[0013]一第二壓焊塊，其制作在歐姆接觸金屬的背面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為進一步說明本實用新型的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中:[0015]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]請參閱圖1，本實用新型提供一種溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，包括:
[0017]一襯底11，所述襯底11的材料為N型或P型4H或6H碳化硅，該襯底11的材料為N型或P型4H或6H碳化硅，該襯底11的厚度為Ιμπι-δΟΟμπι，該襯底11的表面積為I μ m2-2000cm2 ；
[0018]一外延薄膜12，其制作在襯底11上，該外延薄膜12的中間有一凸臺121，凸臺121的側(cè)壁為平面，該外延薄膜12的材料為N型或P型4H或6H碳化硅，該外延薄膜12的厚度為I μ m-200 μ m,該襯底11的表面積為I μ m2-2000cm2 ；
[0019]一保護環(huán)14，其制作在外延薄膜12的凸臺121的周圍，并位于凸臺121周圍的平面上，所述凸臺121為叉指結(jié)構(gòu)、平行長條狀、圓環(huán)形或正方形臺面，或及其組合形狀，各凸臺121的間距為0.1-200 μ m，凸臺121的高度為0.1 μ m_200 μ m，所述保護環(huán)14的深度為lnm-200 μ m，保護環(huán)14的深度和凸臺121的高度之和小于外延薄膜12的厚度；
[0020]一絕緣介質(zhì)薄膜15，其制作在外延薄膜12的凸臺121周圍的側(cè)壁上，高度與外延薄膜12的凸臺121齊平，并位于保護環(huán)14上，位于保護環(huán)14上的部分的高度低于凸臺121的表面，其斷面為L形，所述絕緣介質(zhì)薄膜15的晶型為單晶或多晶或無定形硅，所述絕緣介質(zhì)薄膜15的厚度為0.01 μ m-100 μ m ；
[0021]一肖特基接觸金屬16，其制作在絕緣介質(zhì)薄膜15的表面，并覆蓋外延薄膜12凸臺121的表面；
[0022]一第一壓焊塊17，其覆蓋于肖特基接觸金屬16的表面；
[0023]一歐姆接觸金屬18，其制作在襯底11的背面；
[0024]一第二壓焊塊19，其制作在歐姆接觸金屬18的背面。
[0025]其中所述肖特基接觸金屬16和第一壓焊塊17或歐姆接觸金屬18及第二壓焊塊19 的材料為 T1、Al、N1、W、Au 或 Ag，或 T1、Al、N1、W、Au、Ag 的組合。
[0026]以上實例僅供說明本實用新型只用，而非對本實用新型的限制，本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變換或變化；因此，所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實用新型的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其特征在于，包括: 一襯底； 一外延薄膜，其制作在襯底上，該外延薄膜的中間有一凸臺，該凸臺的側(cè)壁為平面； 一保護環(huán)，其制作在外延薄膜的凸臺的周圍，并位于凸臺周圍的平面向下； 一絕緣介質(zhì)薄膜，其制作在外延薄膜的凸臺周圍的側(cè)壁上，高度與外延薄膜的凸臺齊平，并位于保護環(huán)上，位于保護環(huán)上的部分的高度低于凸臺的表面，其斷面為L形； 一肖特基接觸金屬，其制作在絕緣介質(zhì)薄膜的表面，并覆蓋外延薄膜凸臺的表面； 一第一壓焊塊，其覆蓋于肖特基接觸金屬的表面； 一歐姆接觸金屬，其制作在襯底的背面； 一第二壓焊塊，其制作在歐姆接觸金屬的背面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其特征在于，其中所述襯底和外延薄膜形成碳化硅半導(dǎo)體薄膜，其材料為N型或P型4H或6H，碳化硅半導(dǎo)體薄膜中的外延薄膜的厚度為I P m-200 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其特征在于，其中所述凸臺為叉指結(jié)構(gòu)、平行長條狀、圓環(huán)形或正方形臺面，或及其組合形狀，各凸臺的間距為0.1-200 μ m,該凸臺的高度為 0.1 μ m-200 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其特征在于，其中所述保護環(huán)的深度為lnm-200 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其特征在于，其中所述絕緣介質(zhì)薄膜的晶型為單晶或多晶或無定形硅，所述絕緣介質(zhì)薄膜的厚度為0.01 μ m-100 μ m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溝槽型MOS勢壘肖特基二極管，其特征在于，其中所述肖特基接觸金屬和第一壓焊塊或歐姆接觸金屬及第二壓焊塊的材料為T1、Al、N1、W、Au或Ag，或及其組合。
【文檔編號】H01L29/872GK203434162SQ201320528050
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】鄭柳, 孫國勝, 張峰, 劉興昉, 王雷, 趙萬順, 閆果果, 董林, 劉勝北, 劉斌, 田麗欣, 曾一平 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所