[发明专利]具有浮空P岛的沟槽型二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种具有浮空P岛的沟槽型二极管，包括半导体基板，所述半导体基板包括N型衬底(5)以及邻接所述N型衬底(5)的N型外延层(4)，所述N型外延层(4)位于N型衬底(5)的正上方；在所述N型外延层(4)的上部设置沟槽阳极结构，所述沟槽阳极结构包括设置于N型外延层(4)上部的沟槽(9)、通过沟槽(9)形成于N型外延层(4)上部的支撑连接体(11)以及与所述支撑连接体(11)欧姆接触的阳极金属层(1)；在N型衬底(5)的背面设置与所述N型衬底(5)欧姆接触的阴极金属层(6)；其特征是：

在所述N型外延层(4)内还设置在反向阻断时用于形成空间电荷区的浮空P岛，所述浮空P岛包括在N型外延层(4)内的P型第一区(3)以及P型第二区(7)，P型第一区(3)在N型外延层(4)内呈竖向分布，P型第一区(3)的下部与P型第二区(7)接触，P型第一区(3)的上部位于支撑连接体(11)内，P型第一区(3)的横向宽度小于支撑连接体(11)的横向宽度，P型第二区(7)位于沟槽阳极结构的下方，且P型第二区(7)的横向宽度大于支撑连接体(11)的横向宽度。

2.根据权利要求1所述的具有浮空P岛的沟槽型二极管，其特征是：在沟槽型二极管的横截面上，在沟槽(9)内设置氧化层(2)，所述氧化层(2)覆盖在沟槽(9)的侧壁以及底壁，氧化层(2)对称分布于支撑连接体(11)的两侧；阳极金属层(1)还填充在沟槽(9)内，阳极金属层(1)通过氧化层(2)与沟槽(9)的侧壁以及底壁绝缘隔离。

3.一种具有浮空P岛的沟槽型二极管的制备方法，其特征是，所述制备方法包括如下步骤：

步骤1、提供半导体基板，所述半导体基板包括N型衬底(5)以及位于所述N型衬底(5)正上方的N型外延基层(12)，N型外延基层(12)邻接所述N型衬底(5)；

步骤2、在上述N型外延基层(12)上方进行P型杂质离子的注入，以在N型外延基层(12)内得到P型第二区(7)；

步骤3、在上述N型外延基层(12)上再次进行P型杂质离子的注入，以在N型外延基层(12)内得到P型第一区(3)，所述P型第一区(3)的下部与P型第二区(7)接触，P型第一区(3)在N型外延基层(12)内的横向宽度小于P型第二区(7)在N型外延基层(12)内的横向宽度；

步骤4、在上述N型外延基层(12)上进行N型外延生长，以得到位于N型衬底(5)正上方的N型外延层(4)，P型第一区(3)、P型第二区(7)均位于N型外延层(4)内；

步骤5、在上述N型外延层(4)的表面设置掩膜层(8)，选择性地掩蔽和刻蚀所述掩膜层(8)，以利用刻蚀后的掩膜层(8)对N型外延层(4)进行光刻，以得到所需的沟槽(9)，沟槽(9)从N型外延层(4)的上表面垂直向下延伸，N型外延层(4)上部通过沟槽(9)形成支撑连接体(11)；

步骤6、在上述N型外延层(4)上表面上进行栅氧化层生长，以得到覆盖N型外延层(4)的氧化层体(10)；

步骤7、对上述的氧化层体(10)进行光刻，以去除支撑连接体(11)上的掩膜层(8)以及氧化层体(10)，得到覆盖沟槽(9)侧壁以及底壁的氧化层(2)；

步骤8、在上述N型外延层(4)上设置阳极金属层(1)，所述阳极金属层(1)覆盖在支撑连接体(11)以及氧化层(2)上，阳极金属层(1)与支撑连接体(11)欧姆接触；

步骤9、在N型衬底(5)的背面设置阴极金属层(6)，所述阴极金属层(6)与N型衬底(5)欧姆接触。

4.根据权利要求3所述具有浮空P岛的沟槽型二极管的制备方法，其特征是，步骤1中，N型外延基层(12)通过N型外延工艺生长在N型衬底(5)上。

5.根据权利要求3或4所述具有浮空P岛的沟槽型二极管的制备方法，其特征是，所述半导体基板的材料包括硅，N型衬底(5)的掺杂浓度大于N型外延层(4)的掺杂浓度。