[发明专利]一种集成电容的低反向恢复电荷的横向二极管

说明书

一种集成电容的低反向恢复电荷的横向二极管，包括P型衬底，氧化层埋层，N型漂移区，氧化层，N型漂移区上设有P型体区、第一场氧、第二场氧、第三场氧、N型缓冲区、P型轻掺杂区和N型轻掺杂区，在P型体区内设有作为阳极的P型重掺杂区，在N型缓冲区内设有作为阴极的第二N型重掺杂区，在N型轻掺杂区内设有第一N型重掺杂区，在氧化层内设有第一多晶硅和电容，第一多晶硅位于型轻掺杂区的上方且第一多晶硅与P型轻掺杂区之间被氧化层隔离，所述电容由作为一个极板的第一金属铝和作为另一个极板的第二金属铝组成，第一金属铝与第一N型重掺杂区连接，第一多晶硅，第二金属铝和P型重掺杂区连接。

技术领域

本发明主要涉及功率半导体器件技术领域，具体涉及降低反向恢复电荷的横向快恢复二极管。

背景技术

SOI工艺具有运行速度快、低功耗、低漏电、工艺兼容性好等优点而被广泛应用。基于SOI工艺的横向二极管是功率器件领域应用非常广泛的器件(如图1)，原因在于其具有正向电流大，反向恢复时间短，反向耐压高，开关特性好等优点。尤其在半桥驱动模块的自举电路中，为了与快速开关管进行匹配，自举二极管需要采用快恢复二极管。但随着开关频率的增加，二极管在正向导通和反向阻断的状态间频繁来回切换，每一次由正向导通到反向耐压的切换，二极管都需要经历反向恢复过程，反向恢复电荷越大，二极管功耗越大，由于开关管的导通电阻比较小，所以开关管的功耗就小，此时二极管的功耗就会变为整个电路功耗的主要部分。因此降低反向恢复电荷是提升高频开关电路性能，降低整个电路功耗的关键。同时二极管反向恢复产生的尖峰电流也会损坏电路中的其他器件，严重影响电子电路的可靠性与安全性。

一般地，为了降低反向恢复电荷，采用少子寿命控制技术，如Au、Pt等重金属元素扩散，在二极管体内引入复合中心；或采用电子、质子辐照技术，在二极管体内引入缺陷来实现。然而采用扩散和缺陷等工艺实现的快恢复二极管，高温下的漏电流非常大，极大地增加了系统工作实效的风险。同时引入复合中心，也会造成正向导通压降的增加。另一方面，采用融合肖特基二极管与普通PiN二极管(Merged p-i-n/Schottky，MPS)的结构，虽然能够得到较好的反向恢复特性，降低了反向恢复电荷，但该结构的耐压性能很差，而且还会带来严重的电磁干扰问题，同时增加了工艺的复杂程度。

此外，很多现有的技术存在着结构复杂，工艺不兼容，生产成本较高等问题，难以被制成。因此，一种工艺兼容，易制造，低成本的低反向恢复峰值电流、低反向恢复电荷的快恢复二极管急需被研究。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种通过降低反向恢复电荷来提升高频开关电路性能的集成电容的低反向恢复电荷的横向二极管。

本发明的技术方案如下：

一种集成电容的低反向恢复电荷的横向二极管，包括P型衬底，P型衬底上设有氧化层埋层，在氧化层埋层上设有N型漂移区，在N型漂移区域上设有P型体区、第三场氧以及N型缓冲区，在P型体区内设有作为阳极的P型重掺杂区，在N型缓冲区内设有作为阴极的第二N型重掺杂区，所述第三场氧位于P型重掺杂区与第二N型重掺杂区之间，在N型漂移区域上设有P型轻掺杂区和N型轻掺杂区，并且，P型轻掺杂区和N型轻掺杂区位于P型体区的外侧，N型轻掺杂区位于P型体区与P型轻掺杂区之间，在N型轻掺杂区内设有第一N型重掺杂区，在第一N型重掺杂区与P型重掺杂区之间设有第二场氧且位于N型漂移区的上方，在N型轻掺杂区上设有第一场氧且所述第一场氧延伸至P型轻掺杂区上方，在P型轻掺杂区、第一场氧、第一N型重掺杂区、第二场氧、P型重掺杂区、第三场氧、第二N型重掺杂区及N型缓冲区上设有氧化层，在氧化层内设有第一多晶硅和电容，第一多晶硅位于型轻掺杂区的上方且第一多晶硅与P型轻掺杂区之间被氧化层隔离，所述电容由作为一个极板的第一金属铝和作为另一个极板的第二金属铝组成，第一金属铝与第一N型重掺杂区连接，第一多晶硅，第二金属铝和P型重掺杂区连接。

与现有技术相比，本发明结构具有如下优点：