本實用新型涉及功率半導體器件技術領域，具體是一種淺埋層高壓肖特基整流器。

背景技術：

功率半導體整流器，廣泛應用于功率轉換器和電源中。兩種常見的高壓半導體整流器結構分別是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，主要應用于300V以上的中高壓范圍。

肖特基勢壘整流器主要應用于200V以下的中低壓范圍，其正向壓降小，反向恢復時間短，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計要求。已經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濃度高于外延層雜質濃度的表面高雜質濃度區(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濃度區(qū)的存在，其漏電流變大。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術中漏電流大的問題。

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：包括重摻雜第一導電類型襯底層、輕摻雜第一導電類型外延層、第二導電類型保護環(huán)區(qū)、第一導電類型淺埋層、肖特基勢壘層、場介質層、陽極金屬層和陰極金屬層。

所述重摻雜第一導電類型襯底層覆蓋于陰極金屬層之上。

所述輕摻雜第一導電類型外延層覆蓋于重摻雜第一導電類型襯底層之上。

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

所述第一導電類型淺埋層浮空于輕摻雜第一導電類型外延層內部。所述第一導電類型淺埋層與第二導電類型保護環(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電類型外延層之上的部分表面和第二導電類型保護環(huán)區(qū)之上的部分表面。

所述場介質層覆蓋于輕摻雜第一導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層和肖特基勢壘層之上。

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

進一步，所述場介質層位于有源區(qū)外部。所述肖特基勢壘層位于有源區(qū)內部。

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

本實用新型的技術效果是毋庸置疑的，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剖面結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例的新器件2剖面結構示意圖；

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

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型作進一步說明，但不應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思想的情況下，根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本實用新型的保護范圍內。

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、場介質層30、陽極金屬層40和陰極金屬層50。第一導電類型為N型，第二導電類型為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次方以上的砷雜質襯底。所述N型外延層20為雜質濃度2×10¹⁵cm^-3的磷雜質外延層。

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)形結構，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內部,并位于有源區(qū)內，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。

所述場介質層30覆蓋于N型外延層20之上的部分表面。所述場介質層30位于有源區(qū)外。所述場介質層30還覆蓋于P型保護環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述場介質層30與N型淺埋層22不接觸；所述場介質層30與肖特基勢壘層23不重疊。所述場介質層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；所述肖特基勢壘層23由鉑金屬和硅形成的合金構成。

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的正向導通電壓差不多與常規(guī)器件的正向導通電壓相同，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、場介質層30、陽極金屬層40和陰極金屬層50。第一導電類型為N型，第二導電類型為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次方以上的砷雜質襯底。所述N型外延層20為雜質濃度2×10¹⁵cm^-3的磷雜質外延層。

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)形結構，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內部,并位于有源區(qū)內；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。

所述場介質層30覆蓋于N型外延層20之上的部分表面。所述場介質層30位于有源區(qū)外。所述場介質層30還覆蓋于P型保護環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述場介質層30與N型淺埋層22不接觸；所述場介質層30與肖特基勢壘層23不重疊。所述場介質層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；所述肖特基勢壘層23由鉑金屬和硅形成的合金構成。

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，新器件的正向導通電壓差不多與常規(guī)器件的正向導通電壓相同，因此新器件保持了低正向壓降的特點。

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?，與常規(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。