[发明专利]底部阳极肖特基二极管

说明书

本案是分案申请；

原案发明名称：底部阳极肖特基二极管的结构和制造方法；

原案申请号：200810125145.9；

原案申请日：2008年6月12日。

技术领域

本发明总体涉及肖特基二极管器件。更具体地，本发明涉及多用途的具有底部阳极的肖特基二极管的器件结构。

背景技术

常规的具有阴极设置在衬底底部的垂直结构的肖特基二极管受到许多应用难题的限制。由于高偏压施加到衬底上，所以阴极设置在衬底底部的垂直肖特基二极管与某些装配结构不兼容。而且，对于高压器件，当垂直肖特基二极管配备设置在衬底底部的阴极时，这样的器件结构要求芯片安装在其上的散热器电绝缘，但这样将导致热发散受限制并且增加系统设计的复杂性。不同类型的垂直肖特基二极管已经被揭示。图1A显示形成在衬底顶部的结型势垒肖特基二极管的横截面示意图，图1B显示作为衬底顶部沟道MOS（金属氧化物半导体）势垒肖特基二极管实施的另一种肖特基二极管。上述任何一种肖特基二极管中，当反向偏置电压到达一定高压时，肖特基势垒区域被PN结或者MOS沟道的耗尽区侧向遮蔽从而降低漏电流。图1C和图1D显示专利4,134,123公开的另一种结型势垒肖特基（JBS）二极管，该二极管的P+区从顶部阳极区域夹断漏极。但是，在一些实际应用中，尤其是在应用到要求具有多功能的小封装以减少元件数量和空间的便携设备时，上述公开的具有垂直结构和底部阴极的肖特基二极管仍然受到上文讨论的困难的限制。具体地，对于图1E所示的功率升压转换器的应用，肖特基二极管的阳极连接到MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的漏极，该漏极通常位于MOSFET芯片的底部。人们希望将肖特基二极管共同封装到MOSFET封装中以降低阳极寄生电感，这样就必须两块单独的芯片区分别安装MOSFET和肖特基二极管，但也就增加了装配的复杂性和成本。

因此，在肖特基二极管的器件设计和制造的技术领域内仍然需要对现有的肖特基接触金属化方案进行改进以提供用于新颖的和经改进的阳极位于衬底底部的肖特基二极管的新器件结构和制造方法，使上文提到的问题和限制能得到解决。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种新颖的和经改进的以连接到衬底底部的组合阳极下沉区域和埋设肖特基接触实施的底部阳极肖特基（BAS，Bottom Anode Schottky）二极管。该器件结构具有经减小的单元节距和在阳极下沉区域和阴极接触之间互连的N-阴极沟道的平面二极管。该结构与许多基础制造工艺相兼容从而降低制造成本，因此，前述的技术难题和限制可被克服。

具体地，本发明的一个目的是提供一种以通过阴极区域沿横向连接到阴极接触的组合阳极下沉区域实施的应用于升压转换器的经改进的底部阳极肖特基二极管器件，因此，通过阳极下沉区域的底部阳极连接显著减少了阳极电感，并且衬底源极接触的应用将源极电阻减到最小，以及这样的肖特基二极管可以适用于高增益和高频的应用场合。

本发明的另一个目的是提供一种以通过阴极区域沿横向连接到阴极接触的组合阳极下沉区域实施的经改进的底部阳极肖特基二极管器件，因此，单元节距能被减小，而对于给定工作电压，单位导通电阻（Rsp）被最小化以达到低正向压降。

本发明的另一个目的是提供一种以通过阴极区域沿横向连接到阴极接触的组合阳极下沉区域实施的经改进的底部阳极肖特基二极管器件，这样就获得低反向漏电流和高击穿电压。

本发明的另一个目的是提供一种以通过阴极区域沿横向连接到阴极接触的组合阳极下沉区域实施的经改进的底部阳极肖特基二极管器件，这样，该BAS二极管具有尺度缩放灵活性并且可与高压和低压应用相兼容。

本发明的另一个目的是提供一种以通过阴极区域沿横向连接到阴极接触的组合阳极下沉区域实施的经改进的底部阳极肖特基二极管器件，因此，由于随着分布体区接触，减少的热载流子注入以及峰值电压的产生远离氧化层，出现闭锁的可能性降低，所以该BAS二极管器件有加强的耐用性。

本发明的另一个目的是提供一种以通过阴极区域沿横向连接到阴极接触的组合阳极下沉区域实施的底部阳极肖特基二极管器件，因此，通过延伸到肖特基接触下方的屏蔽层，BAS二极管器件具有低漏电流，在经提升的阴极电压下完全夹断阴极区域和肖特基接触区域。