本實(shí)用新型屬于功率半導(dǎo)體電力電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器。

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。兩種基本結(jié)構(gòu)的功率半導(dǎo)體整流器是PIN功率整流器和肖特基勢(shì)壘整流器。

其中PIN功率整流器正向壓降大，反向恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，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(shì)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(shí)間短，但反向漏電流較高，高溫可靠性較差。結(jié)勢(shì)壘控制整流器(JBS)和混合PIN/肖特基整流器(MPS)，結(jié)合了PIN功率整流器和肖特基勢(shì)壘功率整流器的優(yōu)點(diǎn)，是適用于中高壓范圍的常用整流器結(jié)構(gòu)。

超勢(shì)壘整流器，在陽(yáng)極和陰極之間整合并聯(lián)的整流二極管和MOS晶體管來(lái)形成具有較低正向?qū)妷骸⑤^穩(wěn)定高溫性能的整流器件，在100V以下的應(yīng)用中具有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

已經(jīng)公開(kāi)的典型的超勢(shì)壘整流器有多種結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的制造方法，但其器件結(jié)構(gòu)和制造工藝相對(duì)較復(fù)雜、不能更加靈活的調(diào)節(jié)正向?qū)芰头聪蚵╇娏魉街g的優(yōu)化關(guān)系。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中，超勢(shì)壘整流器器件結(jié)構(gòu)和制造工藝相對(duì)較復(fù)雜、不能更加靈活的調(diào)節(jié)正向?qū)芰头聪蚵╇娏魉街g的優(yōu)化關(guān)系的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器，其特征在于：包括重?fù)诫s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)電類型體區(qū)、柵介質(zhì)層、柵電極層、肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)、上電極層和下電極層；

所述重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底層覆蓋于下電極層之上；

所述輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層覆蓋于重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底層之上；

所述第二導(dǎo)電類型體區(qū)覆蓋于輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層之上的部分表面；

所述柵介質(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和第二導(dǎo)電類型體區(qū)之上的部分表面；

所述柵電極層覆蓋于柵介質(zhì)層之上；

所述肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)覆蓋于第二導(dǎo)電類型體區(qū)之上的部分表面；

所述上電極層覆蓋于柵電極層和肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)之上。

進(jìn)一步，所述一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器，還包括第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)，所述第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)為閉合狀的環(huán)形結(jié)構(gòu)；環(huán)形包圍的中間區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)。

進(jìn)一步，所述第二導(dǎo)電類型體區(qū)由一個(gè)或者多個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成；所述第二導(dǎo)電類型體區(qū)位于有源區(qū)內(nèi)部，位于有源區(qū)邊緣的結(jié)構(gòu)單元與所述第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)可以接觸，也可以不接觸。

進(jìn)一步，所述柵介質(zhì)層還可以覆蓋于肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)之上的部分表面。

進(jìn)一步，所述柵介質(zhì)層優(yōu)選二氧化硅材料，還可以選擇氮氧化硅和其它合適的介質(zhì)材料。

所述柵電極層優(yōu)選摻雜多晶硅；

所述肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)優(yōu)選但不限于高級(jí)硅化物；所述高級(jí)硅化物優(yōu)選但不限于鈦硅、鉑硅、鎳鉑硅等材料。

進(jìn)一步，所述柵電極層可省略，所述上電極層覆蓋于柵介質(zhì)層和肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)之上。

本實(shí)用新型的技術(shù)效果是毋庸置疑的，本實(shí)用新型中的肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器屬于超勢(shì)壘整流器類型，其可調(diào)節(jié)的肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)可以采用常規(guī)肖特基勢(shì)壘的制造工藝形成，能夠依據(jù)具體應(yīng)用條件方便的調(diào)節(jié)反向漏電水平和正向?qū)芰χg的匹配關(guān)系。從而該肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器具有制造工藝簡(jiǎn)單和方便應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的新器件1剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的新器件2剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底層20、輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層30、第二導(dǎo)電類型體區(qū)31、柵介質(zhì)層41、柵電極層42、肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43、上電極層50和下電極層10。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)該理解為本實(shí)用新型上述主題范圍僅限于下述實(shí)施例。在不脫離本實(shí)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(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

實(shí)施例1：

選擇第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。

如圖1所示，一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器，其特征在于：包括N+型襯底層20、N型外延層30、P型體區(qū)31、柵介質(zhì)層41、柵電極層42、肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43、上電極層50和下電極層10。

一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器，還包括P型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)，所述P型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)為閉合狀的環(huán)形結(jié)構(gòu)；環(huán)形包圍的中間區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)。

所述N+型襯底層20覆蓋在下電極層10之上。

所述N型外延層30覆蓋在N+型襯底層20之上。所述N+型襯底層20為摻雜濃度19次方以上的砷襯底。所述N型外延層30為雜質(zhì)濃度15到16次方的磷外延層,一個(gè)典型的N型外延層30條件可以選擇5微米的厚度、15次方的磷雜質(zhì)濃度，由此制作出的器件可以達(dá)到50伏以上的擊穿要求。

所述P型體區(qū)31由一個(gè)或者多個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，并且所有重復(fù)單元均位于有源區(qū)內(nèi)，位于有源區(qū)邊緣的結(jié)構(gòu)單元與所述第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)可以接觸，也可以不接觸。所述P型體區(qū)31采用劑量為13次方、能量80KeV的硼注入后快速退火的方式形成。

所述柵介質(zhì)層41覆蓋于N型外延層之上的部分表面和P型體區(qū)之上的部分表面；柵介質(zhì)材料選擇二氧化硅。

所述柵電極層42為摻雜多晶層，覆蓋在柵介質(zhì)層41之上。

所述肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43覆蓋于P型體區(qū)之上的部分表面；肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43選擇鈦硅合金材料或者鉑硅合金材料。所述柵介質(zhì)層41還覆蓋于肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43之上的部分表面，也就是說(shuō)肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43延伸到柵介質(zhì)層41之下的部分區(qū)域。

所述上電極層50覆蓋于柵電極層42和肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43之上。

一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器，其可調(diào)節(jié)的肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)可以采用常規(guī)肖特基勢(shì)壘的制造工藝形成，能夠依據(jù)具體應(yīng)用條件方便的調(diào)節(jié)反向漏電水平和正向?qū)芰χg的匹配關(guān)系。從而該肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器具有制造工藝簡(jiǎn)單和方便應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。

實(shí)施例2：

選擇第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。

如圖2所示，一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器，其特征在于：包括N+型襯底層20、N型外延層30、P型體區(qū)31、柵介質(zhì)層41、肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43、上電極層50和下電極層10。

一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器，還包括P型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)，所述P型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)為閉合狀的環(huán)形結(jié)構(gòu)；環(huán)形包圍的中間區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)。

所述N+型襯底層20覆蓋在下電極層10之上。

所述N型外延層30覆蓋在N+型襯底層20之上。所述N+型襯底層20為摻雜濃度19次方以上的砷襯底。所述N型外延層30為雜質(zhì)濃度15到16次方的磷外延層,一個(gè)典型的N型外延層30條件可以選擇5微米的厚度、15次方的磷雜質(zhì)濃度，由此制作出的器件可以達(dá)到50伏以上的擊穿要求。

所述P型體區(qū)31由一個(gè)或者多個(gè)重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，并且所有重復(fù)單元均位于有源區(qū)內(nèi)，位于有源區(qū)邊緣的結(jié)構(gòu)單元與所述第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)及結(jié)終端區(qū)可以接觸，也可以不接觸。所述P型體區(qū)31采用劑量為13次方、能量80KeV的硼注入后快速退火的方式形成。

所述柵介質(zhì)層41覆蓋于N型外延層之上的部分表面和P型體區(qū)之上的部分表面；柵介質(zhì)材料選擇二氧化硅。

所述肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43覆蓋于P型體區(qū)之上的部分表面；肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43選擇鈦硅合金材料或者鉑硅合金材料。所述柵介質(zhì)層41還覆蓋于肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43之上的部分表面，也就是說(shuō)肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43延伸到柵介質(zhì)層41之下的部分區(qū)域。

所述上電極層50覆蓋于柵電極層42和肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)43之上。

一種肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器，其可調(diào)節(jié)的肖特基勢(shì)壘接觸區(qū)可以采用常規(guī)肖特基勢(shì)壘的制造工藝形成，能夠依據(jù)具體應(yīng)用條件方便的調(diào)節(jié)反向漏電水平和正向?qū)芰χg的匹配關(guān)系。從而該肖特基勢(shì)壘接觸的超勢(shì)壘整流器具有制造工藝簡(jiǎn)單和方便應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。