一種溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)領(lǐng)域，特別是涉及一種溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)及半導(dǎo) 體器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 功率肖特基器件是一種用于大電流整流的半導(dǎo)體兩端器件，常用的功率肖特基器 件由金屬娃化物和低摻雜N型娃之間的肖特基結(jié)來制作。近年來溝槽結(jié)構(gòu)被用于制作單元 肖特基結(jié)構(gòu)的漏電保護(hù)環(huán)，其特點(diǎn)是在平面肖特基結(jié)周圍刻蝕溝槽，深度由〇· 5um到50um 不等，溝槽側(cè)壁采用柵氧化層，溝槽中填充高摻雜多晶硅形成M0S結(jié)構(gòu)保護(hù)環(huán)。
[0003] 如圖1所示，傳統(tǒng)溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)1通常將M0S結(jié)構(gòu)溝槽12保護(hù)的島狀肖特 基結(jié)11陣列并聯(lián)為電流通道，溝槽12在整個(gè)器件層面構(gòu)成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀。在適當(dāng)?shù)耐庋?片和S/D參數(shù)情況下，傳統(tǒng)溝槽設(shè)計(jì)具有耐壓高的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于功率型溝槽肖特基二極管而 言，肖特基結(jié)面陣列能作為有效面積提供電流通道，所以要在給定面積的器件中盡量提高 電流通行能力，應(yīng)該盡量增大肖特基結(jié)面積，減小溝槽占用的面積；對(duì)于給定參數(shù)的外延片 而言，要實(shí)現(xiàn)提高反向擊穿電壓的目的，島狀肖特基結(jié)內(nèi)任一點(diǎn)到溝槽邊界的距離D存在 最大值，超過該值會(huì)導(dǎo)致漏電增加耐壓下降；而溝槽的最小尺寸S存在最小值，低于該值會(huì) 導(dǎo)致M0S結(jié)構(gòu)不能形成而導(dǎo)致器件失效，從而制約了有效面積的比例。
[0004] 如圖2所示，非連續(xù)性溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)的陣列區(qū)由連成網(wǎng)絡(luò)狀的肖特基結(jié)21和 分離的島狀溝槽22結(jié)構(gòu)組成。非連續(xù)性溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)功率型溝槽肖特基管中 有效肖特基面積大幅提尚，具有尚電流通過能力，且能降低正向壓降和提尚器件對(duì)浪涌沖 擊的耐受力，但是其耐壓低。
[0005] 因此，如何設(shè)計(jì)一種兼顧傳統(tǒng)溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)的耐壓性高及非連續(xù)性溝槽型肖 特基結(jié)構(gòu)的正向壓降低、電流通過能力高等優(yōu)點(diǎn)的溝槽肖特基管已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟 待解決的問題之一。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種溝槽肖特基管結(jié) 構(gòu)及半導(dǎo)體器件，用于提高現(xiàn)有技術(shù)中溝槽肖特基管的性能。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)，所述 溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)至少包括：
[0008] 分區(qū)域制備于外延片表層的第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)和第二溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)；
[0009] 其中，所述第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)包括島狀肖特基結(jié)陣列及圍繞于各島狀肖特基 結(jié)周圍的連續(xù)網(wǎng)狀溝槽單元；所述第二溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)包括分離溝槽單元陣列及圍繞于 各分離溝槽單元周圍的連續(xù)網(wǎng)狀肖特基結(jié)。
[0010] 優(yōu)選地，所述第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)區(qū)域與所述第二溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)區(qū)域相間 分布。
[0011] 優(yōu)選地，所述第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)區(qū)域包圍所述第二溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)區(qū)域。
[0012] 優(yōu)選地，所述第二溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)區(qū)域包圍所述第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)區(qū)域。
[0013] 更優(yōu)選地，所述溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)的外圍還設(shè)置有環(huán)狀終端保護(hù)溝槽。
[0014] 更優(yōu)選地，所述島狀肖特基結(jié)陣列中的各島狀肖特基結(jié)形狀為圓形、多邊形或圓 弧形的一種或組合。
[0015] 更優(yōu)選地，所述分離溝槽單元陣列中的各分離溝槽單元形狀為圓形或多邊形的一 種或組合。
[0016] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種半導(dǎo)體器件，所述半導(dǎo)體 器件至少包括上述的溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)。
[0017] 如上所述，本實(shí)用新型的溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件，具有以下有益效果：
[0018] 本實(shí)用新型的溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)及半導(dǎo)體器件結(jié)合傳統(tǒng)溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)和非 連續(xù)性溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，降低了溝槽總面積，使得溝槽型功率肖特基器件的有效 面積增加，同時(shí)具有高反向擊穿電壓，低正向壓降和高電流通過能力。
【附圖說明】
[0019] 圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的傳統(tǒng)溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的非連續(xù)性溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖3顯示為本實(shí)用新型的溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一示意圖。
[0022] 圖4顯示為本實(shí)用新型的溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)的實(shí)施例一局部剖視示意圖。
[0023] 圖5顯示為本實(shí)用新型的溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)的實(shí)施例二示意圖。
[0024] 圖6顯示為本實(shí)用新型的溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)的實(shí)施例三示意圖。
[0025] 圖7顯示為本實(shí)用新型的溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)的實(shí)施例四示意圖。
[0026] 元件標(biāo)號(hào)說明
[0027] 1 傳統(tǒng)溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)
[0028] 11 島狀肖特基結(jié)
[0029] 12 溝槽
[0030] 2 非連續(xù)性溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)
[0031] 21 網(wǎng)絡(luò)狀的肖特基結(jié)
[0032] 22 島狀溝槽
[0033] 3 溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)
[0034] 31 外延片
[0035] 32 第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)
[0036] 321 島狀肖特基結(jié)
[0037] 322 連續(xù)網(wǎng)狀溝槽單元
[0038] 33 第二溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)
[0039] 331 連續(xù)網(wǎng)狀肖特基結(jié)
[0040] 332 分離溝槽單元
[0041] 34 環(huán)狀終端保護(hù)溝槽
【具體實(shí)施方式】
[0042] 以下通過特定的具體實(shí)例說明本實(shí)用新型的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說 明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本實(shí)用新型還可以通過另 外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng) 用，在沒有背離本實(shí)用新型的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0043] 請(qǐng)參閱圖3~圖7。需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明 本實(shí)用新型的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本實(shí)用新型中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí) 的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改 變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0044] 實(shí)施例一
[0045] 如圖3~圖4所示，本實(shí)用新型提供一種溝槽肖特基管結(jié)構(gòu)3,所述溝槽肖特基管 結(jié)構(gòu)3至少包括：
[0046] 外延片31，分區(qū)域制備于所述外延片31表層的第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)32和第二 溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)33。
[0047] 所述第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)32包括島狀肖特基結(jié)321陣列及圍繞于各島狀肖特 基結(jié)321周圍的連續(xù)網(wǎng)狀溝槽單元322。所述島狀肖特基結(jié)321陣列中的各島狀肖特基結(jié) 321形狀為圓形、多邊形或圓弧形的一種或組合，在本實(shí)施例中，所述島狀肖特基結(jié)321為 矩形結(jié)構(gòu)，且所述島狀肖特基結(jié)321的數(shù)量為2個(gè)，所述島狀肖特基結(jié)321的數(shù)量根據(jù)實(shí)際 區(qū)域的大小進(jìn)行設(shè)定，不以本實(shí)施例中的數(shù)量為限。所述連續(xù)網(wǎng)狀溝槽單元322為刻蝕于 所述島狀肖特基結(jié)321周圍的溝槽，且各溝槽連接在一起形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，所 述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為多條平行線兩端分別相連構(gòu)成。如圖4所示，所述連續(xù)網(wǎng)狀溝槽單元322從 所述外延片31的表面向下延伸，溝槽深度為0. 5um~50um，溝槽側(cè)壁采用柵氧化層，溝槽中 填充高摻雜多晶硅形成M0S結(jié)構(gòu)保護(hù)環(huán)。所述第一溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)32具有耐壓性高的 優(yōu)點(diǎn)。
[0048] 所述第二溝槽型肖特基結(jié)構(gòu)33包括分離溝槽單元332陣列及圍繞于各分離溝槽 單元332周圍的連續(xù)網(wǎng)狀肖特基結(jié)331。所述分離溝槽單元332陣列中的各分離溝槽單元 332形狀為圓形或多邊形的一種或組合，在本實(shí)施例中，所述分離溝槽單元332為圓形，形 成11*3的陣列結(jié)構(gòu)，所述分離溝槽單元332的數(shù)量及陣列排布根據(jù)實(shí)際區(qū)域的大小進(jìn)行設(shè) 定，不以本實(shí)施例為限。如圖4所示，所述分離溝槽單元332從所述外延片31的表面向下延 伸，溝槽深度為〇· 5um~50um，溝槽側(cè)壁采用柵氧化層，溝槽中填充高摻雜多晶硅形成M0S 結(jié)構(gòu)保護(hù)環(huán)。所述連續(xù)網(wǎng)狀肖特基結(jié)331圍繞于各分離溝槽單元332周圍，形成連續(xù)網(wǎng)狀 結(jié)構(gòu)。由于所述第二