一种结势垒肖特基二极管及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115954373A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211593032.8(22)申请日2022.12.13(71)申请人张家港意发功率半导体有限公司地址215600江苏省苏州市张家港市经济技术开发区国泰北路1号科技创业园E-203室（意发功率）(72)发明人赵承杰周炳付国振(74)专利代理机构苏州启华专利代理事务所(普通合伙)32357专利代理师徐伟华(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L29/872(2006.01)H01L21/329(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种结势垒肖特基二极管及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种结势垒肖特基二极管及其制备方法，该肖特基二极管包括由下至上依次设置的阴极金属层、N+衬底、N‑外延层、氧化层及阳极金属层，所述N‑外延层的上表面上沿横向方向依次间隔设置有多个P型半导体区，每个所述P型半导体区与N‑外延层间形成一PN结，每个所述PN结均呈正六边形结构，相邻两个PN结之间设置有肖特基势垒金属，所述肖特基势垒金属设置在N‑外延层的上表面上。本发明的肖特基二极管具有高耐压、高频、漏电小、损耗低等特点。CN115954373ACN115954373A权利要求书1/1页1.一种结势垒肖特基二极管，其特征在于，包括由下至上依次设置的阴极金属层、N+衬底、N‑外延层、氧化层及阳极金属层，所述N‑外延层的上表面上沿横向方向依次间隔设置有多个P型半导体区，每个所述P型半导体区与N‑外延层间形成一PN结，每个所述PN结均呈正六边形结构，相邻两个PN结之间设置有肖特基势垒金属，所述肖特基势垒金属设置在N‑外延层的上表面上。2.根据权利要求1所述的结势垒肖特基二极管，其特征在于，每个PN结的宽度为25±1μm，结深1‑2μm。3.根据权利要求1所述的结势垒肖特基二极管，其特征在于，相邻两个PN结之间的间距在30±2μm间。4.一种如权利要求1至3中任一权利要求所述的结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）在N+衬底上生长一层N‑外延层；2）在N‑外延层的上表面进行初氧，形成氧化层；3）在对具有氧化层的N‑外延层上表面进行高能离子注入硼，形成沿器件横向设置的多个P型半导体区；4）在氧化层的上表面进行光刻、腐蚀开设引线孔；5）在引线孔处淀积金属镍铂合金，通过快速退火生成金属硅化物，得到肖特基势垒金属；6）在肖特基势垒金属上沉积钛/镍/银合金，形成阳极金属层；7）对器件背面进行打磨减薄，至器件厚度在250‑280μm；8）对器件的背面采用金属蒸发工艺，淀积钛镍银合金，形成阴极金属层，从而完成器件的制备。5.根据权利要求4所述的结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤3）中，高能离子注入硼采用的剂量为5E14‑2E15，能量为60‑80Kev，注入深度为1‑2μm。6.根据权利要求4所述的结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤2）中所形成的氧化层的厚度为800‑12000埃。7.根据权利要求4所述的带结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤6）中所沉积的钛/镍/银各金属层的厚度分别为1000埃、5000埃、30000埃。8.根据权利要求4所述的带结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤8）中所沉积的钛镍银各金属层的厚度分别为1000埃、2000埃、12000埃。9.根据权利要求4所述的带结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤5）中所淀积的镍铂合金的厚度为180‑220埃，退火温度在500±5℃。2CN115954373A说明书1/3页一种结势垒肖特基二极管及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种结势垒肖特基二极管及其制备方法。背景技术[0002]传统的功率二极管包含SBD及PIN二极管，前者的结构图如图1所示，由下至上包括依次层叠设置的背面金属1、N+衬底2、N‑外延3、初氧层4、肖特基势垒金属5、正面金属6，其具有阈值电压低、低功率以及开关频率高等优点，但其反向耐压低，金属半导体接触势垒的高温特性差，反向漏电流大以及软击穿特性严重，限制了其在高压领域的应用；后者的结构图如图2所示，由下至上包括依次层叠的背面金属1、N+衬底2、N‑外延3、P型半导体层8、初氧层4、正面金属6，因其大电流容量、高反向耐压容量、极小的漏电流以及低的导通损耗等优点，但是由于漂移区大量少数载流子的注入引起的载流子存储效应，延长了器件开关时间，限制了其在高频电力电子系统中的应用。如何解决上述技术问题，以满足市场对高耐压、高频、小漏电以及低损耗的二极管的需求是本领域技术人员致力于研究的方向。发明内容[000