[发明专利]超快恢复二极管

说明书

本申请是申请日2006年12月19日、申请号200680051396.6的标题“超快恢复二极管”的分案申请。

技术领域

本发明涉及超快恢复二极管。

本申请涉及2004年6月15提交的属于Yu和Lin的名为“Shottky Barrier Rectifier and Method of Manufacturing the Same”的第10/869,718号共同未决的共有美国专利申请，其全部内容结合于此作为参考。

背景技术

在开关式电源的效率中的一个重要因素是用于这中电路中的二极管的性能。更具体地，这种二极管的反向恢复可以降低这种电源中的晶体管开关的导通损耗。例如，在开启开关期间，反向恢复瞬变电流作为额外的电流组分出现，因此开关的导通损耗比其另外没有这种反向恢复组分的情况下的导通损耗高得多。因此，对于改善开关式电源的效率来说，减少金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)体二极管反向恢复电荷(Qrr)和/或减少反向恢复时间(trr)是重要的。

然而，不走运地是，如果反向恢复太突然，则电流和电压将经历不良振荡。这种振荡可以导致(例如)，低效电源运转、有害噪声输出(例如，电源波纹和/或电磁干扰)、和/或极高的并且可能是破坏性的电压尖峰信号(voltage spike)。

发明内容

因此，非常期待保持软恢复特性的具有减少的反向恢复电荷的快恢复二极管。还存在这样的期待：满足之前确定的对可以按照沟槽或平面形式(version)而形成的超快恢复二极管的期望。还存在另一种期待：满足之前确定的对按照与传统半导体制造工艺和设备兼容并互补(complimentary)的方式的期望。

因此，公开了一种超快恢复二极管。在第一实施例中，整流器件包括第一极性的衬底、连接至衬底的第一极性的轻掺杂层、以及设置有该轻掺杂层的金属化层。超快恢复二极管包括形成在轻掺杂层中的彼此分离的多个阱，该多个阱包括第二极性的掺杂质。多个阱连接至金属化层。超快恢复二极管还包括位于所述多个阱中的各个阱之间的多个区，其具有比轻掺杂层更重的第一极性掺杂。

根据本发明的另一实施例，半导体器件包括整流器，其中，该整流器包括连接至可接触的金属层的多个P型阱。在整流器的正向偏压条件下多个P型阱向多个P型阱之间的沟道区注入空穴。在整流器的反向偏压条件下多个P型阱夹断沟道区。半导体器件还包括位于多个P型阱之间的多个N型阱。多个N型阱抑制来自多个P型阱的少数载流子注入。

附图说明

在附图的多个图中以实例的方式而不是以限制的方式示出本发明的实施例，其中，相同的参考标号表示相同的元件，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的超快恢复二极管的侧面截面图。

图2示出了根据本发明的可替换实施例的超快恢复二极管的侧面截面图。

图3示出了根据本发明实施例的示例性的电流和时间恢复特性的关系。

具体实施方式

现在将对本发明的实施例进行详细地参考，本发明实例将在附图中示出。尽管将结合这些实施例来描述本发明，但是应当理解它们不旨在将本发明限制于这些实施例。相反，本发明旨在覆盖可以包括在所附权利要求所限定的本发明的范围内的替换、改变、及等价物。此外，在本发明的以下详细描述中，给出了许多特定细节以提供对本发明的透彻理解。然而，应当理解没有这些特定细节也可以实施本发明。在其他实例中，为了避免不必要地模糊本发明的多个方面，没有详细描述已知的方法、步骤、组件、及电路。

图1示出了根据本发明的实施例的超快恢复二极管100的侧面截面图。二极管100形成在N外延层180中。二极管100包括具有氧化物侧壁120的多个沟槽110。包括(例如)钨或多晶硅的导电塞130埋置沟槽110，该导电塞将阳极金属化(anode metallization)140(例如，阳极触点)与p阱150连接起来。P阱区150位于沟槽110之下。P阱区150被设计作为弱阳极(weak anode)。阳极140通常包括铝，在一些实施例中，还可以包括约百分之一的硅。

二极管100的沟槽110具有约0.3微米至0.7微米的示例性深度。二极管100的沟槽110具有约0.3微米至0.6微米的示例性宽度。沟槽110具有约0.6微米至1.3微米的示例性间距。应当理解，根据本发明的实施例也完全地适合于其他尺度。