[实用新型]一种耐高温肖特基势垒二极管

说明书

本实用新型公开了一种耐高温肖特基势垒二极管，包括由下至上依次设置的背面金属层、衬底、外延层、金属势垒层和正面金属层，所述金属势垒层和正面金属层间设置有金属缓冲层。本实用新型金属缓冲层相较于蒸发工艺得到的正面金属层具有更高的致密性和覆盖性，能有效抑制金属下表面漏电流，同时由于金属缓冲层的致密度高，缺陷少，也不易形成漏电通道。在高温时，金属缓冲层和势垒金属层以及正面金属层之间的应力减小，影响很小，因此该结构能够在高温时，大大减少反向漏电流，降低了二极管发热情况，提高了二极管的耐高温特性。

技术领域

本实用新型涉及半导体功率器件技术领域，具体涉及一种耐高温肖特基势垒二极管。

背景技术

功率半导体器件作为电力电子电路中的核心器件用来实现电能的高效传输、转换及其过程中的有效精确控制，实现对电能的优质、高效的利用。正是由于功率半导体器件的研究和发展，才使得电力电子技术朝小型化、大容量、高频化、高效节能、高可靠性和低成本的方向发展。

肖特基势垒二极管(SBD)不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而是利用金属与半导体接触形成的金属-半导体结原理制作的，是一种热载流子二极管。

肖特基势垒二极管与PN结二极管相比的主要优点包括以下两个方面：

(1)由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度，故其正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低(低约0.2V)。

(2)由于肖特基势垒二极管是一种多数载流子导电器件，不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间，完全不同于PN结二极管的反向恢复时间。由于SBD的反向恢复电荷非常少，故开关速度非常快，开关损耗也特别小，尤其适合于高频应用。

但是由于SBD的反向势垒较薄，并且在其表面极易发生击穿，所以反向击穿电压较低，以至于限制了其应用范围。并且SBD比PN结二极管更容易受热击穿，反向漏电流比PN结二极管大，所以提高肖特基势垒二极管耐高温特性是市场应用需求之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耐高温肖特基势垒二极管，该二极管较常规肖特基势垒二极管具有更高的耐高温特性，能有效解决封装后漏电大、软结问题。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种耐高温肖特基势垒二极管，包括由下至上依次设置的背面金属层、衬底、外延层、金属势垒层和正面金属层，所述金属势垒层和正面金属层间设置有金属缓冲层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型在金属势垒层和正面金属层间设有金属缓冲层，金属缓冲层相较于蒸发工艺得到的正面金属层具有更高的致密性和覆盖性，能有效抑制金属下表面漏电流，同时由于金属缓冲层的致密度高，缺陷少，也不易形成漏电通道。在高温时，金属缓冲层和势垒金属层以及正面金属层之间的应力减小，影响很小，因此该结构能够在高温时，大大减少反向漏电流，降低了二极管发热情况，提高了二极管的耐高温特性。

进一步的，所述金属缓冲层为三层金属复合结构，且三层金属复合结构包括上下两侧的第一金属粘结层以及内部的金属耐高温金属层。

通过采用上述方案，金属缓冲层采用三层结构，且两侧为第一金属粘结层，能够与金属势垒层和正面金属层接触紧密，降低串接电阻；内部的耐高温金属层进一步提高了二极管的耐高温特性。

进一步的，所述三层金属复合结构为Ti/WN/Ti或Ti/TiW/Ti。

通过采用上述方案，Ti金属层经过氢氟酸前处理具有较好的粘结性，能够与两侧的金属势垒层和正面金属层粘结紧密；WN合金以及TiW合金具有较高的耐高温特性以及较好的导电性，适用于本耐高温肖特基二极管。