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一种肖特基 二极管的沟槽结构

阅读：58发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种肖特基二极管的沟槽结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了肖特基二极管技术领域的一种肖特基二极管的沟槽结构，包括N型衬底，所述N型衬底顶部外壁右侧设有正面接触金属，所述正面接触金属左端延伸至介质层顶部，所述正面接触金属包括设置在介质层顶部的终端区，所述终端区右侧设有过渡区，所述过渡区右侧设置有有源区，所述过渡区和有源区底部与N型衬底顶部连接，所述正面接触金属与沟槽之间的N型衬底上表面覆盖有势垒金属，所述势垒金属与正面接触金属底部接触，肖特基采用该沟槽结构，会使正向压降VF较低，具有普通二极管无法超越的优势，可以降低在二极管上消耗的功率，终端区和有源区为相同的沟槽结构，耐压能力强，终端区占整个芯片面积比例小。，下面是一种肖特基二极管的沟槽结构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种肖特基二极管的沟槽结构，包括N型衬底(1)，其特征在于：所述N型衬底(1)顶部外壁左右等距设置有沟槽，沟槽内壁生长一层Trench内侧氧化层(2)，所述Trench内侧氧化层内腔填充有掺杂多晶硅(3)，所述N型衬底(1)顶部外壁左侧设有介质层(4)，所述N型衬底(1)顶部外壁右侧设有正面接触金属(6)，所述正面接触金属(6)左端延伸至介质层(4)顶部，所述正面接触金属(6)包括设置在介质层(4)顶部的终端区(61)，所述终端区(61)右侧设有过渡区(62)，所述过渡区(62)右侧设置有有源区(63)，所述过渡区(62)和有源区(63)底部与N型衬底(1)顶部连接，所述正面接触金属(6)与沟槽之间的N型衬底(1)上表面覆盖有势垒金属(5)，所述势垒金属(5)与正面接触金属(6)底部接触。
2.根据权利要求1所述的一种肖特基二极管的沟槽结构，其特征在于：所述有源区(63)和终端区(61)的沟槽宽度一致，所述过渡区(62)沟槽宽度为其的二至三倍。
3.根据权利要求1所述的一种肖特基二极管的沟槽结构，其特征在于：所述终端区(61)沟槽间距，由内往外逐渐变大。
4.根据权利要求1所述的一种肖特基二极管的沟槽结构，其特征在于：所述有源区(63)内沟槽横向间距为沟槽宽度的五倍，所述有源区(63)内沟槽纵向间距为沟槽宽度的三十倍。
5.根据权利要求1所述的一种肖特基二极管的沟槽结构，其特征在于：沟槽拐角处不能是直角，沟槽交叉处不能是直角。

说明书全文

一种肖特基二极管的沟槽结构

技术领域

[0001] 本实用新型涉及肖特基二极管技术领域，具体为一种肖特基二极管的沟槽结构。

背景技术

[0002] 传统的肖特基二极管的内部电路结构是以N型半导体为基片，在上面形成用砷作掺杂剂的N-外延层，阳极使用钼或铝等材料制成阻档层，用二氧化硅(SiO2)来消除边缘区域的电场，提高管子的耐压值，但是传统肖特基二极管存在以下不足之处：1、传统的肖特基二极管因金属-半导体肖特基势垒较低，且随温度变化较大，因此不再被广泛使用；2、传统的肖特基二极管正向压降高，漏电大，在应用中的能量损耗大，为此，我们提出一种肖特基二极管的沟槽结构。实用新型内容

[0003] 本实用新型的目的在于提供一种肖特基二极管的沟槽结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种肖特基二极管的沟槽结构，包括N型衬底，所述N型衬底顶部外壁左右等距设置有沟槽，沟槽内壁生长一层Trench内侧氧化层，所述Trench内侧氧化层内腔填充有掺杂多晶硅，所述N型衬底顶部外壁左侧设有介质层，所述N型衬底顶部外壁右侧设有正面接触金属，所述正面接触金属左端延伸至介质层顶部，所述正面接触金属包括设置在介质层顶部的终端区，所述终端区右侧设有过渡区，所述过渡区右侧设置有有源区，所述过渡区和有源区底部与N型衬底顶部连接，所述正面接触金属与沟槽之间的N型衬底上表面覆盖有势垒金属，所述势垒金属与正面接触金属底部接触。

[0005] 进一步地，所述有源区和终端区的沟槽宽度一致，所述过渡区沟槽宽度为其的二至三倍。

[0006] 进一步地，所述终端区沟槽间距，由内往外逐渐变大。

[0007] 进一步地，所述有源区内沟槽横向间距为沟槽宽度的五倍，所述有源区内沟槽纵向间距为沟槽宽度的三十倍。

[0008] 进一步地，沟槽拐角处不能是直角，沟槽交叉处不能是直角。

[0009] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

[0010] 1、肖特基采用该沟槽设计，会使正向压降VF较低，具有普通二极管无法超越的优势，可以降低在二极管上消耗的功率；

[0011] 2、与具有可比正向压降的同等平面肖特基二极管相比，该沟槽设计的肖特基二极管的泄漏电流较低，这表示沟槽器件的安全工作区域更宽。因此，在必须耐受较高环境温度的应用中，如汽车领域，沟槽肖特基是合适的选择，因为它们更加稳健，可防止热失控；

[0012] 3、终端区和有源区为相同的沟槽结构，耐压能力强，终端区占整个芯片面积比例小。附图说明

[0013] 图1为本实用新型结构示意图；

[0014] 图2为本实用新型正面接触金属结构示意图；

[0015] 图3为等效电路图。

[0016] 图中：1、N型衬底；2、Trench内侧氧化层；3、掺杂多晶硅；4、介质层；5、势垒金属；6、正面接触金属；61、终端区；62、过渡区；63、有源区。

具体实施方式

[0017] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0018] 本实用新型提供一种技术方案：一种肖特基二极管的沟槽结构，请参阅图1-3，包括N型衬底1，N型衬底1顶部外壁左右等距设置有沟槽，沟槽内壁生长一层Trench内侧氧化层2，Trench内侧氧化层内腔填充有掺杂多晶硅3，N型衬底1顶部外壁左侧设有介质层4，N型衬底1顶部外壁右侧设有正面接触金属6，正面接触金属6左端延伸至介质层4顶部，正面接触金属6包括设置在介质层4顶部的终端区61，终端区61右侧设有过渡区62，过渡区62右侧设置有有源区63，根据不同的性能需求，可任意调整有源区63的面积大小，但是整体的设计规则不能变动，过渡区62及终端区61也是一样，过渡区62和有源区63底部与N型衬底1顶部连接，正面接触金属6与沟槽之间的N型衬底1上表面覆盖有势垒金属5，势垒金属5与正面接触金属6底部接触，将MOS工艺(图3中R设置在掺杂多晶硅3内)和肖特基工艺进行了整合，电场的耦合作用改变了一定电压下的电场分布，将电场强度的最大值从肖特基结处转移到了硅(掺杂多晶硅3)的内部，有效地抑制了反向偏压下由镜像力引起的肖特基势垒降低效应，从而减小了肖特基结的反向漏电流，另一方面，该结构还可以降低有源区63中电场强度的最大值，从而实现二极管反向击穿电压的增加，因此，在保证维持同样击穿电压的前提下，可以使用比较高掺杂浓度的外延层，从而实现较低的正向导通电压；

[0019] 请参阅图1-2，有源区63和终端区61的沟槽宽度一致，过渡区62沟槽宽度为其的二至三倍，终端区61内侧相邻的沟槽环为过渡区62，过渡区62为单根沟槽设计，该沟槽的宽度较宽，沟槽拐角处亦为钝角设计，为了工艺中方便填充多晶；

[0020] 请参阅图1-2，终端区61沟槽间距，由内往外逐渐变大，终端区61为5根沟槽环，每根沟槽的宽度一样，但是间距不同，越往外侧间距越宽，终端区61沟槽宽度控制在0.3-0.8um，间距一般控制在0.5-2um之间，沟槽拐角处为钝角设计，工艺中方便填充多晶；

[0021] 请参阅图1-2，有源区63内沟槽横向间距为沟槽宽度的五倍，有源区63内沟槽纵向间距为沟槽宽度的三十倍，有源区63为网状设计，沟槽的宽度与终端区61的沟槽宽度一致；

[0022] 请参阅图2，沟槽拐角处不能是直角，沟槽交叉处不能是直角，而是有一定的弧度，弧度设计也是便于沟槽的填充。

[0023] 尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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