[实用新型]一种肖特基势垒二极管的钝化结构

说明书

本实用新型公开了半导体功率器件技术领域内的一种肖特基势垒二极管的钝化结构及其制备方法。本种钝化结构，包括第一金属层、钝化层、第二金属层，第一金属层设置于二极管的势垒层上方并与势垒层接触，钝化层设置于二极管的氧化层上方，钝化层覆盖第一金属层侧面，钝化层还延伸覆盖第一金属层上表面周缘，第二金属层设置于第一金属层上方，第二金属层覆盖第一金属层上表面以及位于第一金属层上方的部分钝化层。本种钝化结构可根据需要灵活调整第一金属层台阶高度，控制金属形貌，防止钝化层形貌异常或开裂等异常；同时能够有效的实现对平面肖特基势垒二极管产品金属与氧化层交界处的保护，增加产品的可靠性和稳定性。

技术领域

本实用新型涉及半导体功率器件技术领域，特别涉及一种肖特基势垒二极管的钝化结构。

背景技术

功率半导体器件作为电力电子电路中的核心器件用来实现电能的高效传输、转换及其过程中的有效精确控制，实现对电能的优质、高效的利用。正是由于功率半导体器件的研究和发展，才使得电力电子技术朝小型化、大容量、高频化、高效节能、高可靠性和低成本的方向发展。

肖特基势垒二极管不是利用P型半导体与N型半导体接触形成PN结原理制作的，而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，是一种单载流子二极管。目前市场对肖特基势垒二极管可靠性要求越来越高，增加金属上钝化能够提高有效保护金属与氧化层交界处，增加产品的可靠性和稳定性。而钝化的好坏会直接影响二极管的质量，若钝化效果不好，则二极管在后工序封装后较容易受到水汽、金属离子等沾污，使二极管电学性能发生退化，导致二极管漏电流变大、反向击穿曲线蠕动漂移，最终使二极管失效损坏。钝化层结构成为保护二极管质量的重要保证。

如图1所示，常规肖特基势垒二极管从下至上依次包括背面金属层1、N-型衬底2、N-型外延层3、势垒层6和正面金属层7，在N-型外延层3内上部设置有P+型保护环4，势垒层6外周设置有氧化层5。肖特基势垒二极管的正面金属层，厚度要求大于3μm，一般为3-7μm，若直接在该金属层外周设置钝化层的话，因金属层台阶较高，钝化层极易破裂，难以起到有效保护。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能增加肖特基势垒二极管可靠性和稳定性的钝化结构。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种肖特基势垒二极管的钝化结构，包括第一金属层、钝化层、第二金属层，所述第一金属层设置于二极管的势垒层上方并与所述势垒层接触，所述钝化层设置于所述二极管的氧化层上方，所述钝化层覆盖第一金属层侧面，所述钝化层还延伸覆盖第一金属层上表面周缘，所述第二金属层设置于第一金属层上方，所述第二金属层覆盖第一金属层上表面以及位于第一金属层上方的部分钝化层。

上述钝化结构有益效果在于：将常规肖特基势垒二极管的正面金属层分为第一金属层和第二金属层，在第一金属层的四周设置钝化层，在第一金属层和第二金属层总厚度符合肖特基势垒二极管的正面金属层厚度要求的情况下可根据需要灵活调整第一金属层台阶高度，控制金属形貌，从而防止钝化层形貌异常或开裂等异常，同时钝化层向内延伸至第一金属层和第二金属层之间，使得钝化层结构更稳定。

进一步地，所述第一金属层厚度为0.1-2μm。第一金属层根据二极管的氧化层厚度调整总厚度，匹配钝化层工艺需求，避免钝化层形貌异常。

进一步地，所述钝化层沿第一金属层上表面向内延伸至少5μm。保证钝化层结构稳定性。

进一步地，所述第一金属层为双层金属，与势垒层接触的下层金属层材质为钛，与第二金属层接触的上层金属层材质为铝。钛应力小，粘附性好，适用于接触过度。

进一步地，所述第二金属层为三层金属，与第一金属层接触的下层金属层材质为钛，中层金属层材质为镍，上层金属层材质为铝或银。

一种上述肖特基势垒二极管的钝化结构的制备方法，包括以下步骤：