[发明专利]二极管结构及其制造方法

说明书

本公开提供一种二极管结构及其制造方法。其结构包括第一金属层、第一型的导电性半导体层、第二型的导电性半导体层、沟渠部以及第二金属层。第一型的导电性半导体层形成于第一金属层之上。第二型的导电性半导体层形成于第一型的导电性半导体层之上。第一型的导电性半导体层与第二型的导电性半导体层具有相反的导电性，且成一PN接面。沟渠部穿设于第二型的导电性半导体层与第一型的导电性半导体层，与第一型的导电性半导体层形成第一接触面，与第二型的导电性半导体层形成第二接触面。第二金属层形成于第二型的导电性半导体层与沟渠部之上。

技术领域

本公开涉及一种二极管结构，特别涉及一种沟渠混合式PIN萧特基二极管结构及其制造方法。

背景技术

二极管为电路系统中常见的零组件之一，并广泛地应用于各式产品设备中。而因应不同的应用，二极管结构可以有不同的变化。例如PIN二极管与萧特基二极管均可作为功率二极管的应用。其中PIN二极管具有高击穿电压以及低反向电流，但PIN二极管的开关速度慢。另一方面萧特基二极管的开关速度快且具有低导通压降以及高正向导通电流，但萧特基二极管的漏电特性差。因此，遂有将PIN二极管与萧特基二极管整合于一二极管结构中，构成一混合式PIN萧特基二极管(Merged PIN Schottky diode)，以达到最佳的开关特性。而市场上整合有PIN二极管与萧特基二极管的混合式PIN萧特基二极管，其结构堆叠复杂，整体体积趋大，不利结构微型化，且其漏电特性无法符合高频应用需求。

有鉴于此，实有必要在提供一种沟渠混合式PIN萧特基二极管结构(TrenchMerged PIN Schottky diode)及其制造方法，以解决前述问题，同时简化整体结构，提升工艺精确度，达到优化二极管特性的目的。

发明内容

本公开的目的在于提供一种二极管结构及其制造方法。利用沟渠结构架构的沟渠混合式PIN萧特基二极管结构(Trench Merged PIN Schottky diode)，有利于缩小整体结构尺寸，同时优化二极管结构的特性。使二极管结构可提升单元密度、缩小骤回崩溃(snapback)的问题，并符合高电压应用需求，达到恢复时间快(开关损耗低)以及软恢复(soft recovery)特性(电压尖峰低、EMI低，系统效率高)等电性优化的目的。

本公开的另一目的在于提供一种二极管结构及其制造方法。通过沟渠结构的导入，于工艺中易于控制导电性半导体材料的掺杂，提升不同导电性半导体层之间接面的准确度，进而优化二极管结构的性能。另一方面，沟渠的设计还可视实际应用需求围设半导体单元，使二极管结构可提升单元密度、缩小骤回崩溃(snapback)的问题，并符合高电压应用需求，达到恢复时间快(开关损耗低)以及软恢复﹙soft recovery﹚特性(电压尖峰低、EMI低，系统效率高)等电性优化的目的。

为达前述目的，本公开提供一种二极管结构，其包括第一金属层、第一型的导电性半导体层、第二型的导电性半导体层、至少一沟渠部以及第二金属层。第一型的导电性半导体层形成于第一金属层之上。第二型的导电性半导体层形成于第一型的导电性半导体层之上，其中第一型的导电性半导体层与第二型的导电性半导体层具有相反的导电性，且于第一型的导电性半导体层与第二型的导电性半导体层之间形成一PN接面。至少一沟渠部穿设于第二型的导电性半导体层与第一型的导电性半导体层，与第一型的导电性半导体层形成一第一接触面，且与第二型的导电性半导体层形成一第二接触面。第二金属层形成于第二型的导电性半导体层与至少一沟渠部之上。

于一实施例中，至少一沟渠部由一多晶硅材料层所构成，且多晶硅材料层与第一型的导电性半导体层以及第二型的导电性半导体层之间还设置有一氧化层。

于一实施例中，至少一沟渠部由一导电材料层所构成，且导电材料层与第一型的导电性半导体层以及第二型的导电性半导体层之间还设置有一氧化层。

于一实施例中第一型的导电性半导体层为一N型的导电性半导体层，第二型的导电性半导体层为一P+型的导电性半导体层。