降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種二極管結(jié)構(gòu)，尤其是一種降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體器件的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，為現(xiàn)有二極管的結(jié)構(gòu)，包括用于形成PN結(jié)的P導(dǎo)電區(qū)域2以及N導(dǎo)電區(qū)域3，P導(dǎo)電區(qū)域2與N導(dǎo)電區(qū)域3連接，在P導(dǎo)電區(qū)域2上設(shè)置陽極金屬1，在N導(dǎo)電區(qū)域3上設(shè)置陰極金屬4，陽極金屬I與P導(dǎo)電區(qū)域2歐姆接觸，陰極金屬4與N導(dǎo)電區(qū)域3歐姆接觸。在工作時，通過陽極金屬I與陰極金屬4施加電壓，以形成正向?qū)ǖ腜N結(jié)，但現(xiàn)有二極管結(jié)構(gòu)存在動態(tài)損耗較大的缺點。目前，為了降低二極管的動態(tài)損耗，可以通過降低P導(dǎo)電區(qū)域2的濃度或通過導(dǎo)入壽命控制(重金屬或電子線輻射)來降低損耗，但降低P導(dǎo)電區(qū)域2的濃度會導(dǎo)致接觸電阻變大，進而導(dǎo)致?lián)p耗增加；而通過導(dǎo)入壽命控制來降低損耗時，易造成漏電大幅增加。因此，如何減低二極管的動態(tài)損耗是目前的一個難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)緊湊，能有效降低二極管的動態(tài)損耗，安全可靠。
[0004]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板內(nèi)包括用于形成PN結(jié)的P導(dǎo)電區(qū)域與N導(dǎo)電區(qū)域；在所述P導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干隔離溝槽，所述隔離溝槽在P導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)垂直延伸，且隔離溝槽的槽底位于N導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)；所述P導(dǎo)電區(qū)域與半導(dǎo)體基板上的陽極金屬歐姆接觸。
[0005]在隔離溝槽外上方的側(cè)壁上設(shè)有N+區(qū)域，所述N+區(qū)域位于P導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)，且N+區(qū)域與隔離溝槽的外壁相接觸，所述N+區(qū)域與陽極金屬歐姆接觸。
[0006]所述隔離溝槽內(nèi)填充有隔離體，所述隔離體包括覆蓋在隔離溝槽內(nèi)壁以及底壁上的絕緣氧化層，在覆蓋有絕緣氧化層的隔離溝槽內(nèi)還填充有導(dǎo)電多晶硅。
[0007]所述N導(dǎo)電區(qū)域上設(shè)置陰極金屬，所述陰極金屬與N導(dǎo)電區(qū)域歐姆接觸。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點:在P導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)設(shè)置隔離溝槽或N+區(qū)域，以減少P導(dǎo)電區(qū)域與陽極金屬的接觸面積，從而能有效降低二極管的動態(tài)損耗，避免二極管的接觸電阻變大以及漏電增加的情況，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。
【附圖說明】
[0009]圖1為現(xiàn)有二極管的示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明二極管的靜態(tài)損耗與動態(tài)損耗的變化示意圖。
[0012]圖4為本發(fā)明存在N+區(qū)域時二極管的靜態(tài)損耗、動態(tài)損耗的變化示意圖。
[0013]附圖標記說明:1-陽極金屬、2-P導(dǎo)電區(qū)域、3-N導(dǎo)電區(qū)域、4-陰極金屬、5-隔離溝槽、6-隔離體以及7-N+區(qū)域。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0015]如圖2所示:為了能有效降低二極管的動態(tài)損耗，本發(fā)明包括半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板內(nèi)包括用于形成PN結(jié)的P導(dǎo)電區(qū)域2與N導(dǎo)電區(qū)域3 ;在所述P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)設(shè)有若干隔離溝槽5，所述隔離溝槽5在P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)垂直延伸，且隔離溝槽5的槽底位于N導(dǎo)電區(qū)域3內(nèi)；所述P導(dǎo)電區(qū)域2與半導(dǎo)體基板上的陽極金屬I歐姆接觸。
[0016]具體地，半導(dǎo)體基板的材料可以為硅，P導(dǎo)電區(qū)域2的上表面形成半導(dǎo)體基板的正面，N導(dǎo)電區(qū)域3的下表面形成半導(dǎo)體基板的背面，隔離溝槽5在P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)由半導(dǎo)體基板的正面向下垂直延伸，隔離溝槽5在P導(dǎo)電區(qū)域2的深度大于P導(dǎo)電區(qū)域2的深度，即隔離溝槽5的槽底位于N導(dǎo)電區(qū)域3內(nèi)。通過在P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)設(shè)置隔離溝槽5，可以在不降低陽極的P導(dǎo)電濃度下減少陽極的空穴注入，能降低二極管的動態(tài)損耗。一般地，隔離溝槽5占半導(dǎo)體基板的面積越大，P導(dǎo)電區(qū)域2與陽極金屬I歐姆接觸的面積越少，陽極的空穴注入也會越少，動態(tài)損耗會越小。在具體實施時，P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)的隔離溝槽5可以為等間距分布或非等間距分布，P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)隔離溝槽5占半導(dǎo)體基板的面積不超過70%。
[0017]進一步地，在隔離溝槽5外上方的側(cè)壁上設(shè)有N+區(qū)域7，所述N+區(qū)域7位于P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)，且N+區(qū)域7與隔離溝槽5的外壁相接觸，所述N+區(qū)域7與陽極金屬I歐姆接觸。
[0018]本發(fā)明實施例中，通過在P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)設(shè)置N+區(qū)域7能有效減少相鄰隔離溝槽5之間的P導(dǎo)電區(qū)域2，能減少陽極的空穴注入，同時通過N+區(qū)域抽取電子電流，以減少陽極整體的空穴注入量。N+注入?yún)^(qū)域7占半導(dǎo)體基板的面積越大，作為陽極的P導(dǎo)電區(qū)域2與陽極金屬I接觸的面積越少，電子密度會越少，動態(tài)損耗會越小。在具體實施時，N+區(qū)域7在P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)的深度要小于P導(dǎo)電區(qū)域2的深度，且不超過P導(dǎo)電區(qū)域2深度的20%，在相鄰隔離溝槽5的N+區(qū)域7之間必須通過P導(dǎo)電區(qū)域2隔離，且相鄰N+區(qū)域7之間的P導(dǎo)電區(qū)域2面積不低于相鄰隔離溝槽5之間P導(dǎo)電區(qū)域2面積的40%，以保證陽極金屬I與P導(dǎo)電區(qū)域2之間的歐姆接觸，以及二極管在工作時的空穴注入。
[0019]所述隔離溝槽5內(nèi)填充有隔離體6，所述隔離體6包括覆蓋在隔離溝槽5內(nèi)壁以及底壁上的絕緣氧化層，在覆蓋有絕緣氧化層的隔離溝槽5內(nèi)還填充有導(dǎo)電多晶硅。所述N導(dǎo)電區(qū)域3上設(shè)置陰極金屬4，所述陰極金屬4與N導(dǎo)電區(qū)域3歐姆接觸。
[0020]本發(fā)明實施例中，在隔離溝槽5內(nèi)可以填充絕緣氧化層以及導(dǎo)電多晶硅，陽極金屬I可以與隔離溝槽5內(nèi)的隔離體6接觸，或陽極金屬I只分布在隔離溝槽5槽口外的區(qū)域，即陽極金屬I與隔離溝槽5內(nèi)的隔離體6不接觸。
[0021]如圖3所示，隔離溝槽5在P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)占陽極總面積的不同時，二極管的靜態(tài)損耗與動態(tài)損耗的變化，圖4為同時存在隔離溝槽5以及N+區(qū)域7時，二極管的靜態(tài)損耗與動態(tài)損耗的變化。由圖3和圖4可以看到，通過在P導(dǎo)電區(qū)域2內(nèi)設(shè)置隔離溝槽5和/或N+區(qū)域7，能有效降低二極管的動態(tài)損耗。
【主權(quán)項】
1.一種降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板內(nèi)包括用于形成PN結(jié)的P導(dǎo)電區(qū)域(2)與N導(dǎo)電區(qū)域(3);其特征是:在所述P導(dǎo)電區(qū)域(2)內(nèi)設(shè)有若干隔離溝槽(5)，所述隔離溝槽(5)在P導(dǎo)電區(qū)域(2)內(nèi)垂直延伸，且隔離溝槽(5)的槽底位于N導(dǎo)電區(qū)域(3)內(nèi)；所述P導(dǎo)電區(qū)域(2)與半導(dǎo)體基板上的陽極金屬(I)歐姆接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，其特征是:在隔離溝槽(5)外上方的側(cè)壁上設(shè)有N+區(qū)域(7)，所述N+區(qū)域(7)位于P導(dǎo)電區(qū)域(2)內(nèi)，且N+區(qū)域(7)與隔離溝槽(5)的外壁相接觸，所述N+區(qū)域(7)與陽極金屬(I)歐姆接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，其特征是:所述隔離溝槽(5)內(nèi)填充有隔咼體(6)，所述隔咼體(6)包括覆蓋在隔咼溝槽(5)內(nèi)壁以及底壁上的絕緣氧化層，在覆蓋有絕緣氧化層的隔離溝槽(5)內(nèi)還填充有導(dǎo)電多晶硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，其特征是:所述N導(dǎo)電區(qū)域(3)上設(shè)置陰極金屬(4)，所述陰極金屬(4)與N導(dǎo)電區(qū)域(3)歐姆接觸。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種二極管結(jié)構(gòu)，尤其是一種降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，屬于半導(dǎo)體器件的技術(shù)領(lǐng)域。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述降低動態(tài)損耗的溝槽式二極管結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體基板，所述半導(dǎo)體基板內(nèi)包括用于形成PN結(jié)的P導(dǎo)電區(qū)域與N導(dǎo)電區(qū)域；在所述P導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)設(shè)有若干隔離溝槽，所述隔離溝槽在P導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)垂直延伸，且隔離溝槽的槽底位于N導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)；所述P導(dǎo)電區(qū)域與半導(dǎo)體基板上的陽極金屬歐姆接觸。本發(fā)明在P導(dǎo)電區(qū)域內(nèi)設(shè)置隔離溝槽或N+區(qū)域，以減少P導(dǎo)電區(qū)域與陽極金屬的接觸面積，從而能有效降低二極管的動態(tài)損耗，避免二極管的接觸電阻變大以及漏電增加的情況，結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠。
【IPC分類】H01L29-06, H01L29-861
【公開號】CN104659112
【申請?zhí)枴緾N201510103244
【發(fā)明人】程煒濤
【申請人】江蘇中科君芯科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2015年3月9日