[发明专利]二极管元件及其制造方法

说明书

本发明公开了一种二极管元件及其制造方法。二极管元件包括基板、位于基板上的磊晶层、沟槽式栅极结构、肖特基二极管结构及终端结构。磊晶层定义一主动区及一终止区。肖特基二极管结构与沟槽式栅极结构皆位于主动区，而终端结构位于终止区。终端结构包括终端沟槽、终端绝缘层、第一间隙壁、第二间隙壁及第一掺杂区。终端沟槽形成于磊晶层中。终端绝缘层顺形地覆盖于终端沟槽的内壁面。第一间隙壁与第二间隙壁分别位于终端沟槽的两侧壁面。第一掺杂区形成于终止区，并位于终端结构下方，其中第一掺杂区与磊晶层具有相反的导电型。本发明可改变电场分布，从而提高肖特基二极管的反向崩溃电压，并降低反向漏电流。

技术领域

本发明是关于一种半导体元件及其制造方法，且特别涉及一种用于整流的沟槽式肖特基二极管元件及其制造方法。

背景技术

不同于一般的PN二极管，肖特基二极管(Schottky diode)是利用金属与半导体接合时所产生的肖特基能障(Schottky barrier)，来产生整流的效果。并且，肖特基二极管具有较低的导通电压降，以及较高的切换速度。除此之外，肖特基二极管能承载较大的顺向电流，并阻挡反向偏压电流。因此，肖特基二极管系为一种低功耗、大电流及超高速的半导体器件。

因此，肖特基二极管(Schottky diode)是一种重要的功率元件，目前已被广泛地应用在电源供应器的开关、马达控制、通信元件的切换、工厂自动化设备、电子自动化以及其他高速电源交换式应用，做为输出整流二极管之用。

然而，肖特基二极管的反向崩溃电压(reverse breakdown voltage)较低，且在被施加反向偏压时，肖特基二极管具有较大的漏电流。当反向偏压大于肖特基二极管的反向崩溃电压时，逆向电流会通过肖特基二极管，并有可能导致肖特基二极管因过热而烧毁。另外，肖特基二极管的工艺复杂度较高，制作成本也较高。

发明内容

本发明提供一种二极管结构及其制造方法，用以提高肖特基二极管的反向崩溃电压，并降低肖特基二极管的反向漏电流。由于肖特基二极管的反向崩溃电压提高，可选用具有较低能障的肖特基金属，以更进一步降低肖特基二极管的导通电压。

本发明其中一实施例提供一种二极管元件，其包括基板、磊晶层、沟槽式栅极结构、肖特基二极管结构及终端结构。磊晶层设置于基板上，其中磊晶层定义一主动区及一邻近所述主动区的终止区。肖特基二极管结构与沟槽式栅极结构皆位于主动区，而终端结构位于终止区。终端结构包括终端沟槽、终端绝缘层、第一间隙壁、第二间隙壁及第一掺杂区。终端沟槽形成于磊晶层中，其中终端沟槽的内壁面具有一靠近主动区的第一侧壁面及一与第一侧壁面相对并远离主动区的第二侧壁面。终端绝缘层顺形地覆盖于终端沟槽的内壁面。第一间隙壁位于终端沟槽内，并叠设于终端绝缘层上，其中第一间隙壁紧靠第一侧壁面。第二间隙壁位于终端沟槽内，并叠设于终端绝缘层上，其中第二间隙壁紧靠第二侧壁面。第一掺杂区形成于终止区，并位于终端结构下方，其中第一掺杂区与磊晶层具有相反的导电型。