[实用新型]沟槽型二极管器件

说明书

本实用新型涉及一种沟槽型二极管器件，所述沟槽型二极管器件包括：半导体衬底；位于半导体衬底内的阵列分布的元胞沟槽；覆盖所述元胞沟槽内壁的介质层，所述介质层的厚度自元胞沟槽顶部向下逐渐增大；位于所述介质层表面且填充满所述元胞沟槽的电极层，所述电极层的宽度自元胞沟槽顶部向下逐渐减小。所述沟槽型二极管器件的导通电阻降低，提高击穿电压。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种沟槽型二极管器件。

背景技术

肖特基(Schottky)二极管，又称肖特基势垒二极管(简称SBD)，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，它是近年来问世的低功耗、大电流、超高速半导体器件。肖特基二极管的反向恢复时间极短(可以小到几纳秒)，正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可达到几千毫安，这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的。

沟槽肖特基二极管是在平面肖特基结周围刻蚀沟槽作为漏电保护环，沟槽深度由0.5μm～12μm不等，沟槽侧壁采用薄氧化层，沟槽中填充多晶硅形成MOS结构。在功率型沟槽肖特基二极管中，通长由被MOS结构沟槽保护的岛状肖特基结阵列并联为电流通道。岛状肖特基结可以为矩形、圆形、多边形以及长条形，圆弧形，沟槽通常在整个器件层面构成连续的网格状。但是，这种情况下，沟槽面积占比偏大，使得肖特基结面积偏低。而对于功率型沟槽肖特基二极管而言，肖特基界面阵列才能作为有效面积提供电流通道，所以要在给定面积的器件中尽量提高电流通行能力，应该尽量增大肖特基结面积，减小沟槽占用面积。

并且，需要进一步降低沟槽肖特基二极管的导通电阻，提高击穿电压。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种沟槽型二极管器件，以降低肖特基二极管的导通电阻，提高击穿电压。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种沟槽型二极管器件，包括：半导体衬底；位于半导体衬底内的阵列分布的元胞沟槽；覆盖所述元胞沟槽内壁的介质层，所述介质层的厚度自元胞沟槽顶部向下逐渐增大；位于所述介质层表面且填充满所述元胞沟槽的电极层，所述电极层的宽度自元胞沟槽顶部向下逐渐减小。

可选的，所述介质层自元胞沟槽顶部向下包括两个以上的子介质层，不同子介质层厚度自元胞沟槽顶部向下逐渐增大。

可选的，所述介质层包括2～5个子介质层。

可选的，所述介质层自元胞沟槽顶部向下包括N个子介质层，自顶部向下第n个子介质层的厚度为dn，Vn/dn＝Vn-1/dn-1，Vn为第n个子介质层底部处的电位，n＝1，2，……，N。

可选的，还包括：位于半导体衬底内的终端沟槽，所述终端沟槽围绕所述元胞沟槽设置；覆盖所述终端沟槽内壁的介质层，位于所述终端沟槽靠近元胞沟槽一侧侧壁表面的介质层与元胞沟槽侧壁表面的介质层厚度与形貌对称；填充所述终端沟槽的电极层。

可选的，所述元胞沟槽和终端沟槽的侧壁倾斜，使得元胞沟槽和终端沟槽的顶部宽度大于底部宽度。

可选的，所述元胞沟槽以等边三角形阵列分布，所述元胞沟槽的横截面为圆形或多边形。

本实用新型的沟槽型二极管器件的元胞沟槽内壁表面的介质层的厚度自元胞沟槽顶部向下逐渐增大，可以调制沟槽与沟槽之间的硅的电场分布，使得相邻元胞沟槽之间半导体外延的耗尽程度一致，硅的纵向电场呈梯形分布，外延掺杂浓度增加一倍，并且耐压也有提升，从而实现导通电阻比常规结构有明显提升。

附图说明

图1为本实用新型一具体实施方式的沟槽型二极管器件的结构示意图；

图2为本实用新型一具体实施方式的沟槽型二极管器件的结构示意图；

图3至图8为本实用新型一实施方式的沟槽型二极管器件的形成过程的结构示意图；