[实用新型]一种沟槽型快恢复二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力半导体器件，具体涉及一种沟槽型快恢复二极管。 

背景技术

快恢复二极管具有开关特性好，反向恢复时间短的特点，主要应用于开关电源，PWM脉宽调制器,变频器等电子电路中，作为高频整流二极管，续流二极管，或阻尼二极管使用。 

对于快恢复二极管来说,理想的反向耐压应该是PN结为平行平面结的情况，但由于存在如下的原因，导致反向耐压无法达到理想平行平面结的情况。平行平面部分的电场分布为一系列的平行线，而结终端处的电场分布与平行平面部分不同。因为PN结的两侧必须满足电中性要求，结面的弯曲导致了结面处电场的集中。因此弯曲处的电场强度就可以在较低的反向电压下达到击穿的临界电场强度，从而使PN结比理想的平行平面结提前发生击穿。所以结面弯曲常使击穿电压降低。 

基于上面的原因，高压FRD半导体器件为了实现高击穿耐压,必须使用终端结构来减小表面电场和结弯曲处电场，使击穿耐压尽可能的接近平面结。一般分为平面型和台面型，平面型通过在主结边缘处设置一些延伸结构，这些延伸结构实际上起到将主结耗尽区向外展宽，从而降低表面的电场强度以提高击穿电压，例如场环，场板等，但是此类终端通常面积偏大，使得制造器件成本很高。 

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种沟槽型快恢复二极管，本实用新型提供的沟槽型快恢复二极管，是通过湿法腐蚀去除PN结边缘弯曲处，消除PN结曲率导致的电场集中，通过三次光刻工艺即可实现包含钝化的、反向耐压接近平行平面结的高压二极管，具有制造方式简单，工艺要求低的特点。 

本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的： 

本实用新型提供一种沟槽型快恢复二极管，所述快恢复二极管包括衬底和P区，所述P区在衬底上形成，共同构成PN结，其改进之处在于，在所述器件表面终端处对称设置有沟槽区，沟槽深度大于PN结深度。 

进一步地，所述衬底采用由上到下依次分布的高阻层N-和衬底重掺N+层组成的外延片，或采用由高阻层N-组成的单晶片； 

所述衬底N-层上生长的氧化层厚度为500-1000埃； 

在所述氧化层通过物理或化学的方式淀积500-1000埃的氮化硅层。 

进一步地，在沟槽区上生长有8000-15000埃的氧化层。 

进一步地，在所述沟槽区的表面上设置有金属电极。 

与现有技术比，本实用新型达到的有益效果是： 

1.本实用新型提供的沟槽型快恢复二极管，是通过湿法腐蚀去除PN结边缘弯曲处，消除PN结曲率导致的电场集中，通过三次光刻工艺即可实现包含钝化的反向耐压接近平行平面结的高压二极管，具有制造方式简单，工艺要求低的特点； 

2.本实用新型光刻次数少，仅仅三次即实现带有表面钝化的高压二极管，降低器件生产周期； 

3.沟槽型终端具有终端面积小的特点，减小器件面积，成本降低。 

附图说明

图1是本实用新型提供的衬底生长500-1000埃氧化层03和500-1000埃氮化硅层04的结构示意图； 

图2是本实用新型提供的经过光刻刻蚀后的氧化层03和氮化硅层04的结构示意图； 

图3是本实用新型提供的已形成终端沟槽和PN结示意图； 

图4是本实用新型提供的已形成金属电极的沟槽型快恢复二极管结构示意图；其中：01为衬底重掺N+；02为高阻层N-；03为硅衬底与氮化硅间过渡层；04为氮化硅层；05为8000-15000埃的场氧化层；06为器件P区；07为金属电极。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。 

本实用新型采用氮化硅对二极管有源区进行保护和阻挡，来实现终端湿法硅腐蚀，即挖槽，后续仍然保留氮化硅，通过场氧化，实现槽内表面钝化，利用此氧化层对后续形成的PN结进行保护，然后进行硼注入，此时为防止氮化硅受高温影响发生开裂现象，可使用热磷酸进行去除，通过对注入硼高温推结，形成PN结，后续进行金属电极，钝化等常规工艺。本实 用新型通过三次光刻工艺即可实现包含钝化的，反向耐压接近平行平面结的高压二极管。 

本实用新型提供的沟槽型快恢复二极管，包括衬底和P区，所述P区在衬底上形成，共同构成PN结，在所述PN结的两侧对称设置有沟槽区；所述衬底为均匀掺杂的N型硅衬底，在所述衬底N-层上生长有氧化层。