[实用新型]一种高耐湿性肖特基势垒二极管芯片

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体功率器件技术领域，特别适用于肖特基势垒二极管，更具体的说，涉及一种具有高耐湿性的肖特基势垒二极管芯片。

背景技术

当前，功率半导体器件在电源转换领域的具有无可替代的作用，尤其是功率肖特基二极管，由于它们拥有极低的正向导通压降、近乎理想的反向恢复特性、较好的产品一致性，因此受到了市场的广泛认可。同时，由于工作环境多变，在可靠性方面除传统要求外，对湿潮工作环境下的正常工作且保持电路元器件寿命也提出了更高的要求。

然而，传统肖特基二极管主要注重于低正向导通压降和抗静电能力，近年来对肖特基二极管产品工作结温要求也越加提高。但肖特基二极管在各种复杂工作环境尤其是高温高湿应用环境下，往往容易出现失效。从过往经验来讲，电子元器件的耐湿性能主要由器件的封装工艺来保证，当出现极端高温高湿环境要求时，仅仅提高封装工艺原材料与工艺水平不仅成本高昂而且效果不甚理想。

传统的肖特基势垒二极管芯片结构参看图1，在N型重掺杂硅衬底1上外延生长一层N型轻掺杂外延层2，在N型轻掺杂外延层上设置有P型重掺杂环3，在P型重掺杂环3上方设置有薄氧化层4，在薄氧化层外侧的N型轻掺杂外延层上及部分P型重掺杂环上设置有场氧化层5，在薄氧化层内侧的N型轻掺杂外延层上表面及部分P型重掺杂环上表面形成有肖特基势垒层6，在场氧化层、薄氧化层、肖特基势垒层上成型有正面多层金属层7，在N型重掺杂硅衬底下面设置有背面多层金属层8。该类传统的肖特基二极管在高温高湿环境条件下时，容易出现失效。针对仅从封装工艺提高肖特基二极管耐高温高湿的性能已经难以实现的情况下，本实用新型从肖特基二极管芯片方面，着手解决能够提高肖特基二极管耐高温高湿的技术方法。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种耐高湿肖特基势垒二极管芯片，可以对肖特基二极管终端结构中Si-SiO₂界面进行保护，有效防止水汽侵入Si-SiO₂和电极金属-势垒硅化物界面。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种高耐湿性肖特基势垒二极管芯片，其包括N型重掺杂硅衬底、在所述N型重掺杂硅衬底上生长的N型轻掺杂外延层、在所述N型轻掺杂外延层中设置有的P型重掺杂环区、位于所述P型重掺杂环区上方的薄氧化层、位于所述薄氧化层外侧的场氧化层、位于所述薄氧化层内侧的肖特基势垒层，位于所述场氧化层、所述薄氧化层、所述肖特基势垒层上方的正面多层金属层，及位于所述N型重掺杂硅衬底下面的背面多层金属层，其特征在于在所述场氧化层上方、所述薄氧化层的上方及其内侧设置有对高密度介质层，位于所述薄氧化层内侧的所述高密度介质层覆盖部分所述P型重掺杂环区，所述高密度介质层位于所述正面多层金属层下方。

所述高密度介质层厚度为50~500nm。

本实用新型的耐高湿肖特基势垒二极管芯片结构中，通过增加高密度介质层，在器件结构内部提高器件钝化效果，对二极管终端结构中的Si-SiO₂界面进行保护，防止水汽进入Si-SiO₂界面和电极金属-肖特基势垒硅化物界面，提高抵抗潮湿环境下的可靠性。

附图说明

图1，传统型肖特基势垒二极管芯片结构剖面示意图。

图2，本实用新型肖特基势垒二极管芯片结构剖面示意图。

具体实施方式

针对上述技术方案，现举一较佳实施例并结合图示进行具体说明。参看图2，本实用新型的肖特基势垒二极管芯片，其主要包括N型重掺杂硅衬底、N型轻掺杂外延层、P型重掺杂环区、薄氧化层、场氧化层、肖特基势垒层、高密度介质层、多层金属层，其中。