一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管制造技术

本发明专利技术提供了一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管，包括阴极金属、连接在所述阴极金属上端的碳化硅衬底、形成于所述碳化硅衬底上端的碳化硅外延层、连接在所述碳化硅外延层上端的阳极金属、SiO2保护层。本发明专利技术的碳化硅肖特基二极管，具有大功率、快速散热的特点。快速散热的特点。快速散热的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管


[0001]本专利技术涉及二极管
，具体涉及一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管。

技术介绍

[0002]碳化硅材料具有宽带隙、高击穿场强、高热导率、高饱和电子迁移速率以及极好的物理化学稳定性等特性，适于在高温、高频、大功率和极端环境下工作，因此部分二极管应用碳化硅材料取代传统的硅材料制作成了碳化硅二极管。
[0003]传统的碳化硅二极管，通常将二氧化硅层设置在碳化硅外延层上端，再将阳极金属沉积在SiO2保护层内侧，阳极金属与碳化硅外延层之间的交界面形成的肖特基势垒面。碳化硅二极管在使用时，随着反向电压升高，容易出现击穿的现象，为了解决这一问题，于是出现了沟槽型碳化硅肖特基二极管，随着反向电压升高，通过MOS效应，沟槽之间提前夹断，电场强度在到达硅表面之前，降为零，避免在表面击穿，提高了阻断能力。
[0004]常规的沟槽型碳化硅肖特基二极管，通常将沟槽直接设置在阳极金属下端，虽然能提升其反向击穿阻断效果，但是其正向导通时沟槽占据了肖特基势垒面的大量面积，使得碳化硅二极管正向导通时的功率较低，导通速度慢，对于部分大功率电路中，无法满足条件。此外，常规的沟槽型碳化硅肖特基二极管，肖特基势垒面形成于碳化硅外延层的上端中部，其散热性能较差，存在较大的缺陷。

技术实现思路

[0005]针对以上问题，本专利技术提供一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管，具有大功率、快速散热的特点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来解决：一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管，包括阴极金属、连接在所述阴极金属上端的碳化硅衬底、形成于所述碳化硅衬底上端的碳化硅外延层、连接在所述碳化硅外延层上端的阳极金属、SiO2保护层；所述阳极金属包括与所述碳化硅外延层上端面接触的第一接触部、第二接触部、连接在所述第一接触部与所述第二接触部之间的焊接部，所述焊接部与所述碳化硅外延层之间形成有避空槽，所述避空槽内填充有所述SiO2保护层，所述焊接部下端形成有延伸至所述碳化硅外延层内的沟槽，所述沟槽内填充有多晶硅；所述碳化硅衬底、碳化硅外延层的外侧面设有若干散热槽。
[0007]具体的，所述散热槽为矩形槽、圆柱形槽或弧形槽。
[0008]具体的，所述沟槽底部为圆底结构。
[0009]具体的，所述沟槽的宽度大于0.7μm。
[0010]具体的，所述第一接触部上侧形成有第一凹槽，所述第二接触部上侧形成有第二凹槽，所述第一凹槽、第二凹槽内均填充有散热膏。
[0011]具体的，所述第一接触部、第二接触部的边缘下侧形成有p型保护环。
[0012]本专利技术的有益效果是：1.专利技术的碳化硅肖特基二极管，将阳极金属设计成具有第一接触部、第二接触部、焊接部的结构，第一接触部、第二接触部与碳化硅外延层之间形成的肖特基势垒面形成于碳化硅肖特基二极管的边缘位置，正向导通时能够提升其散热效率，将沟槽设置在焊接部下端，正向导通时不影响其功率大小；2.在碳化硅衬底、碳化硅外延层的外侧面设有若干散热槽，提升了碳化硅肖特基二极管的散热性能。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管的结构示意图。
[0014]附图标记为：阴极金属1、碳化硅衬底2、碳化硅外延层3、阳极金属4、第一接触部41、第二接触部42、焊接部43、SiO2保护层5、沟槽6、散热槽7、散热膏8、p型保护环9。
具体实施方式
[0015]下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0016]参照图1所示：一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管，包括阴极金属1、连接在阴极金属1上端的碳化硅衬底2、形成于碳化硅衬底2上端的碳化硅外延层3、连接在碳化硅外延层3上端的阳极金属4、SiO2保护层5；阳极金属4包括与碳化硅外延层3上端面接触的第一接触部41、第二接触部42、连接在第一接触部41与第二接触部42之间的焊接部43，第一接触部41、第二接触部42与碳化硅外延层3的交界面形成肖特基势垒面，并且位于碳化硅外延层3的上端边缘，在正向导通时，能够提升其散热效果，焊接部43与碳化硅外延层3之间形成有避空槽，避空槽内填充有SiO2保护层5，焊接部43下端形成有延伸至碳化硅外延层3内的沟槽6，沟槽6内填充有多晶硅，将沟槽6设置在焊接部43下端，正向导通时不影响其功率大小；为了提升碳化硅肖特基二极管的散热效果，碳化硅衬底2、碳化硅外延层3的外侧面设有若干散热槽7。
[0017]优选的，散热槽7为矩形槽、圆柱形槽或弧形槽。
[0018]优选的，沟槽6底部为圆底结构。
[0019]优选的，沟槽6的宽度大于0.7μm。
[0020]优选的，为了进一步提升碳化硅肖特基二极管的散热效果，第一接触部41上侧形成有第一凹槽，第二接触部42上侧形成有第二凹槽，第一凹槽、第二凹槽内均填充有散热膏8。
[0021]优选的，第一接触部41、第二接触部42的边缘下侧形成有p型保护环9。
[0022]以上实施例仅表达了本专利技术的1种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率散热型碳化硅肖特基二极管，包括阴极金属(1)、连接在所述阴极金属(1)上端的碳化硅衬底(2)、形成于所述碳化硅衬底(2)上端的碳化硅外延层(3)、连接在所述碳化硅外延层(3)上端的阳极金属(4)、SiO2保护层(5)，其特征在于：所述阳极金属(4)包括与所述碳化硅外延层(3)上端面接触的第一接触部(41)、第二接触部(42)、连接在所述第一接触部(41)与所述第二接触部(42)之间的焊接部(43)，所述焊接部(43)与所述碳化硅外延层(3)之间形成有避空槽，所述避空槽内填充有所述SiO2保护层(5)，所述焊接部(43)下端形成有延伸至所述碳化硅外延层(3)内的沟槽(6)，所述沟槽(6)内填充有多晶硅；所述碳化硅衬底(2)、碳化硅外延层(3)的外侧面设有若干散热槽(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志耀，
申请(专利权)人：先之科半导体科技东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：