[发明专利]一种沟槽肖特基半导体装置

说明书

本发明公开了一种沟槽肖特基半导体装置，本发明的半导体装置接一定的反向偏压时，漂移层中第一导电类型的半导体材料与沟槽内多晶第二电类型的半导体材料形成电荷补偿结构，提高器件的反向击穿电压，降低器件的导通电阻，提高器件可靠性。本发明还提供了一种沟槽肖特基半导体装置的制备方法。

技术领域

本发明涉及到一种沟槽肖特基半导体装置，本发明的半导体装置是制造半导体功率器件的基本结构。

背景技术

功率半导体器件被大量使用在电源管理和电源应用上，特别涉及到肖特基结的半导体器件已成为器件发展的重要趋势，肖特基器件具有正向开启电压低开启关断速度快等优点，同时肖特基器件也具有反向漏电流大，不能被应用于高压环境等缺点。

肖特基二极管最常用为平面布局，传统的平面肖特基二极管漂移区表面，在反向偏压时具有突变的电场分布曲线，因此器件具有较低的反向击穿电压和较大的反向漏电流，同时传统的平面肖特基二极管具有较高的导通电阻。

发明内容

本发明主要针对上述问题提出，提供一种沟槽肖特基半导体装置。

一种沟槽肖特基半导体装置，衬底层，为高浓度杂质掺杂第一导电类型半导体材料构成；漂移层，为第一导电类型半导体材料构成，位于衬底层之上；多个沟槽，位于漂移层中，沟槽内壁设置有绝缘材料层，沟槽内下部设置有多晶第二导电类型半导体材料，沟槽内上部设置金属，沟槽底部包括位于衬底层中；肖特基势垒结，位于沟槽之间漂移层表面；上表面电极金属，位于上表面连接肖特基势垒结和沟槽内上部金属；下表面电极金属，位于衬底层背部。沟槽内下部设置多晶第二导电类型半导体材料与漂移层第一导电类型半导体材料构成在反向偏压下形成电荷补偿。沟槽内下部设置多晶第二导电类型半导体材料与沟槽内上部金属形成欧姆接触或肖特基结接触。沟槽内上部设置金属可以为上表面电极金属。沟槽内下部设置多晶第二导电类型半导体材料与沟槽内上部设置金属高度可以相同，可以不同，包括多晶第二导电类型半导体材料高度大于沟槽内上部设置金属高度，包括多晶第二导电类型半导体材料高度小于沟槽内上部设置金属高度；上述半导体装置终端结构为宽沟槽结构，沟槽内壁设置绝缘材料层，沟槽侧壁设置多晶第二导电类型半导体材料，沟槽侧壁多晶第二导电类型半导体材料上表面低于漂移层上表面，半导体装置上表面电极金属延伸至宽沟槽底部。上述半导体装置终端结构为沟槽结构，终端沟槽底部位于衬底中，沟槽内设置绝缘材料，终端沟槽临靠半导体装置多晶第二导电类型半导体材料。

本发明的半导体装置接一定的反向偏压时，漂移层中第一导电类型的半导体材料与沟槽内多晶第二导电类型的半导体材料形成电荷补偿，提高器件的反向击穿电压，降低器件的导通电阻，降低沟槽底部峰值电场，提高器件可靠性。

附图说明

图1为本发明一种沟槽肖特基半导体装置剖面示意图；

图2为本发明第二种沟槽肖特基半导体装置剖面示意图；

图3为本发明第三种沟槽肖特基半导体装置剖面示意图；

其中，1、衬底层；2、二氧化硅；3、漂移层；5、多晶第二导电类型半导体材料；6、肖特基势垒结；10、上表面电极金属；11、下表面电极金属。

具体实施方式

图1为本发明的一种沟槽电荷补偿肖特基半导体装置的剖面图，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。