一种高温肖特基二极管制造技术

本发明专利技术提出了一种高温肖特基二极管，其包括n型半导体衬底、P型重掺杂环状区域、合金层、绝缘区域、势垒金属层、聚酰亚胺保护层和阳极金属。本发明专利技术的肖特基二极管通过绝缘区域对势垒金属区域和肖特基接触区域进行分割，使得通过肖特基二极管的电流以并联的方式流过器件，从而缓解因大片金属趋附效应而产生的局部电流不均匀造成的恶性电流正反馈现象，从而使得其高温情况下产生的漏电流较之传统的肖特基二级管更小，使用寿命更长，工作性能更稳定可靠。

High temperature Schottky diode

The invention provides a high temperature Schottky diode, which comprises a n type semiconductor substrate, a P type heavily doped ring-shaped region, an alloy layer, an insulating region, a barrier metal layer, a polyimide protective layer and an anode metal. Schottky diode of the invention of the contact area of the insulating region and Schottky barrier metal region segmentation, the flow in parallel way through the current Schottky diode device, in order to ease the current local current caused by malignant large metal skin effect caused by the uneven positive feedback phenomenon, so that the leakage under the condition of high temperature compared with the traditional Schottky flow two pipe smaller, longer service life, work performance is more stable and reliable.

【技术实现步骤摘要】
一种高温肖特基二极管
本专利技术涉及半导体设计及制造
，特别涉及一种在高温情况下能够有效降低电路漏电流的肖特基二极管。
技术介绍
肖特基二极管是近年来问世的低功耗、大电流、超高速半导体器件。其反向恢复时间极短，可以达到纳秒级，正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可以达到上千安培，这些优点是快恢复二极管所无法比拟的。目前，肖特基二极管主要应用于高速整流领域，传统肖特基二极管的结构如图1所示，这种肖特基二极管在高温下工作时，电路中产生的漏电流相当大，漏电流增加会使肖特基结产生温升，温度升高又导致器件产生更大的漏电流，如此正反馈循环，温度不断升高，直至器件烧毁。如何减小肖特基二极管器件在高温下正常使用时产生的漏电流，延长器件的寿命，是肖特基二极管研制领域的重要课题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种高温肖特基二极管。为了实现本专利技术的上述目的，本专利技术提供了一种高温肖特基二极管，其包括：n型半导体衬底；P型重掺杂环状区域，所述P型重掺杂环状区域形成在所述n型半导体衬底内；合金层，所述合金层形成在所述P型重掺杂环状区域之内，所述合金层与所述P型重掺杂区域形成欧姆接触，所述合金层与所述n型半导体衬底形成肖特基接触；绝缘区域，所述绝缘区域的数量至少为一个，所述绝缘区域形成在所述肖特基接触区域之上，所述绝缘区域将所述肖特基接触区域分割成至少两部分，所述每一部分肖特基接触区域上具有接触孔；势垒金属层，所述势垒金属层形成在所述肖特基接触区域之上；聚酰亚胺保护层，所述聚酰亚胺保护层形成在所述势垒金属层之上，所述聚酰亚胺保护层具有贯通至所述势垒金属层的通孔；阳极金属，所述阳极金属形成在所述聚酰亚胺保护层之上并通过聚酰亚胺保护层的通孔与所述势垒金属层接触。本专利技术的肖特基二极管通过绝缘区域对肖特基接触区域进行分割，从而使肖特基接触区域与势垒金属层的连接处被分割成几部分，使得通过肖特基二极管的电流以并联的方式流过器件，从而缓解因大片金属趋附效应而产生的局部电流不均匀造成的恶性电流正反馈现象，从而使得其高温情况下产生的漏电流较之传统的肖特基二级管更小，使用寿命更长，工作性能更稳定可靠。本专利技术的绝缘区域之上覆盖着整片的势垒金属，势垒金属之上涂布聚酰亚胺保护层，通过一层独立光罩实现聚酰亚胺保护层完全覆盖住下层绝缘区域并且略有冗余，然后正面做上金属电极。较之传统肖特基二极管，本专利技术肖特基接触金属是以至少两个部分的肖特基接触并联而成。流过器件的电流通过并联的肖特基接触部分分流而成几路电流，共同流向器件的另一极。电流的趋附效应在几路电流中均有体现，这样每一路电流的趋附效应就不那么明显，或者说几乎可以忽略，趋附效应被大大削弱，较之传统的肖特基二极管，在高温下工作所产生的漏电流相对来说要小得多，器件的工作性能更稳定，寿命更长。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是现有肖特基二极管的示意剖面图；图2是本专利技术肖特基二极管的示意剖面图；图3是本专利技术肖特基二极管示意平面图。附图标记：1n型衬底；2P型重掺杂环状区域；3绝缘区域；4势垒金属；5聚酰亚胺保护层；6阳极金属；7肖特基接触区；11阴极金属；12n型衬底；13n型外延层；14P型重掺杂环状区域；15肖特基接触区；16绝缘区域；17阳极金属。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。图2是本专利技术肖特基二极管的示意剖面图，图3是本专利技术肖特基二极管示意平面图。图中仅仅是示意的给出了各区域的尺寸，具体的尺寸可以根据器件参数的要求进行设计。从图2中可见，本专利技术的高温肖特基二极管包括n型半导体衬底1，该n型半导体衬底1为轻掺杂的n型半导体衬底，其可以是制备肖特基二极管的任何半导体材料，具体可以是但不限于硅、锗、砷化镓。在n型半导体衬底1上形成有P型重掺杂环状区域2，该P型重掺杂环状区域2之内形成有合金层，当n型半导体衬底1为硅衬底时，该合金层为硅化物合金层，该硅化物合金层与P型重掺杂区域2形成欧姆接触，该硅化物合金层与n型半导体衬底形成肖特基接触。在肖特基接触区域7之上形成有绝缘区域3，该绝缘区域3的数量至少为一个，该绝缘区域3将肖特基接触区域7分割成至少两部分并被肖特基接触区域7包围，每一部分肖特基接触区域7上具有用于与势垒金属层4连接的接触孔。该绝缘区域3与n型半导体衬底1直接接触，其材料是任何可以在肖特基二极管中使用的绝缘材料，可以为但不限于二氧化硅。在肖特基接触区域7之上形成有势垒金属层4，肖特基接触和欧姆接触通过同一接触孔与势垒金属层4连接，在本实施方式中，势垒金属层4覆盖肖特基接触区域7之上，在本专利技术的另一个优选实施方式中，势垒金属层4将肖特基接触区域7和绝缘区域3完全覆盖。在势垒金属层4之上形成有聚酰亚胺保护层5，该聚酰亚胺保护层5具有贯通至势垒金属层4的通孔。在本实施方式中，聚酰亚胺保护层5直接层涂布于势垒金属层4之上，其完全覆盖肖特基接触区域中的二氧化硅绝缘区域3，并且聚酰亚胺保护层5的面积大于绝缘区域3的面积。在聚酰亚胺保护层5之上形成有阳极金属6，该阳极金属6通过聚酰亚胺保护层5的通孔与肖特基势垒金属层4相连，本专利技术采用二氧化硅绝缘区域3对势垒金属层4进行分割，使得流经肖特基二极管的电流以至少两路电流并联流经器件，从而大大减少了大功率大电流肖特基二极管的电流趋附效应。从图2中可以直观地看出，本专利技术肖特基接触被绝缘区域3分成至少两个部分，从而把流经肖特基二极管的电流至少分成两路电流以并联的方式流经大功率大电流器件，有效地避免了大功率大电流肖特基二极管的趋附效应。另外，由图2中还可以看出，器件结构中p型掺杂环状区域2内的至少一个绝缘区域3配合其上层的聚酰亚胺保护层5可以有效地提高器件的反向耐压性能，提高器件的可靠性，延长其寿命。从图3中可见，硅化物合金层的平面形貌分别为多边形、圆形、线形和弧形组成的图形、或者不规则弧线组成的图形，在本实施方式中，重复的硅化物合金层单元优选采用圆形。在本实施方式中，绝缘区域3将肖特基接触区域7分割成六部分，流经肖特基二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温肖特基二极管，其特征在于，包括：n型半导体衬底；P型重掺杂环状区域，所述P型重掺杂环状区域形成在所述n型半导体衬底内；合金层，所述合金层形成在所述P型重掺杂环状区域之内，所述合金层与所述P型重掺杂区域形成欧姆接触，所述合金层与所述n型半导体衬底形成肖特基接触；绝缘区域，所述绝缘区域与n型半导体衬底直接接触，所述绝缘区域的数量至少为一个，所述绝缘区域形成在所述肖特基接触区域之上，所述绝缘区域将所述肖特基接触区域分割成至少两部分，所述每一部分肖特基接触区域上具有接触孔；势垒金属层，所述势垒金属层形成在所述肖特基接触区域之上；聚酰亚胺保护层，所述聚酰亚胺保护层形成在所述势垒金属层之上，所述聚酰亚胺保护层具有贯通至所述势垒金属层的通孔；阳极金属，所述阳极金属形成在所述聚酰亚胺保护层之上并通过聚酰亚胺保护层的通孔与所述势垒金属层接触。

【技术特征摘要】
1.一种高温肖特基二极管，其特征在于，包括：n型半导体衬底；P型重掺杂环状区域，所述P型重掺杂环状区域形成在所述n型半导体衬底内；合金层，所述合金层形成在所述P型重掺杂环状区域之内，所述合金层与所述P型重掺杂区域形成欧姆接触，所述合金层与所述n型半导体衬底形成肖特基接触；绝缘区域，所述绝缘区域与n型半导体衬底直接接触，所述绝缘区域的数量至少为一个，所述绝缘区域形成在所述肖特基接触区域之上，所述绝缘区域将所述肖特基接触区域分割成至少两部分，所述每一部分肖特基接触区域上具有接触孔；势垒金属层，所述势垒金属层形成在所述肖特基接触区域之上；聚酰亚胺保护层，所述聚酰亚胺保护层形成在所述势垒金属层之上，所述聚酰亚胺保护层具有贯通至所述势垒金属层的通孔；阳极金属，所述阳极金属形成在所述聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳春，高云飞，李旺勤，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44