[发明专利]一种高频快恢复二极管及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高频快恢复二极管，该二极管在衬底层上设置有与衬底层导电类型相同的外延层，在外延层上设置有M个扩散环，扩散环的导电类型与外延层的导电类型相反，在同一BSIT结构扩散环的相邻环之间的外延层上设置有与外延层导电类型相同的掺杂层，掺杂层横向延伸入相应扩散环内部一定距离，在掺杂层之上设置有第一金属层形成肖特基势垒；在形成的器件表面垫积绝缘保护层，绝缘保护层上设置有贯通至第一金属层和扩散环的金属接触孔，在绝缘保护层上设置有正面金属层；在衬底层之下设置有背面金属层。本发明能够降低正向电压导通时的损耗，大幅度降低反向漏电，以及大幅度提高反向耐压。

技术领域

本发明涉及一种二极管技术领域，特别是涉及一种高频快恢复二极管及其制造方法。

背景技术

目前，传统的肖特基二极管(Schottky diode)的结构，肖特基势垒为位于表层金属与硅外延层之间形成的一个肖特基势垒。在正向电压时可以导通大正向电流；而在反向电压的情况下阻止电流流通，只有少量的反向漏电发生。但当反向偏压加大，反向漏电会随着加大，而且传统的肖特基二极管结构反向电压值一般在300V以下，但因其势垒层的存在，恢复时间普遍很小(TRR＜15ns)，具有高频应用特性。而目前随着电路应用要求的不断提升中对二极管高频、高耐压的性能需求不断提高。常规的FR系列虽然电压能够达到1000V以上，但其TRR能力依然在百纳秒级；而HER/SF等系列虽然能够实现几十纳秒级，但正向电压偏大且工艺实现参数一致性的能力较差。

为了克服以上应用问题，同时降低正向电压导通时的损耗，设计出达到反向漏电大幅度降低的目的，大幅度提高反向耐压，是现目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种高频快恢复二极管，该二极管包括衬底层，在衬底层上设置有与衬底层导电类型相同的外延层，在外延层上设置有M个扩散环，所述扩散环的导电类型与外延层的导电类型相反，所述M为不小于3的正整数，

当M＝3时，所述扩散环包括BSIT结构扩散环，

当M≠3时，包括BSIT结构扩散环，或包括BSIT结构扩散环和增压环；

在同一BSIT结构扩散环的相邻环之间的外延层上设置有与外延层导电类型相同的掺杂层，所述掺杂层横向延伸入相应扩散环内部一定距离，在所述掺杂层之上设置有第一金属层形成肖特基势垒；

在形成的器件表面垫积绝缘保护层，所述绝缘保护层上设置有贯通至第一金属层和扩散环的金属接触孔，在所述绝缘保护层上设置有正面金属层；

在所述衬底层之下设置有背面金属层。

本发明具有BSIT结构的常关断特性与肖特基势垒的快恢复特性,通过设置增压环提高了耐压特性。

在本发明的一种优选实施方式中，所述M＝7。此时可以是1个BSIT结构扩散环，4个增压环，增压环为BSIT结构扩散环提供一定的电压，为正向导通时提供更快导通的条件，同时提高了耐压特性。

在本发明的一种优选实施方式中，扩散环的参数：长度为10um、深度为20～22um、浓度为5～7×10¹⁶cm^-3。

在本发明的一种优选实施方式中，掺杂层的参数：深度为1～2um，宽度为4～5um，浓度为5～7×10¹⁶cm^-3。

保证本发明BSIT结构的常关断特性与肖特基势垒的快恢复特性,通过设置增压环提高了耐压特性的实现。

在本发明的一种优选实施方式中，增压环之间或增压环与BSIT结构扩散环之间距离为11um。保证增压效果。

在本发明的一种优选实施方式中，同一BSIT结构扩散环的相邻环之间距离为3～4um。保证实现BSIT结构的常关断特性。