[实用新型]一种基于碳化硅的槽型肖特基PIN二极管

说明书

本实用新型公开了一种基于碳化硅的槽型肖特基PIN二极管，该器件包括：半导体衬底，半导体衬底上的N型重掺杂区，N型重掺杂区上的N型轻掺杂区，N型轻掺杂区上的金属区，该金属区设在N型轻掺杂区中间，N型轻掺杂区和金属区上表面的硅氧化物区，硅氧化物区上的P型掺杂区和低掺杂本征半导体区，该低掺杂本征半导体区设在P型掺杂区两侧，覆盖P型掺杂区上表面、且贯穿P型掺杂区并延伸至金属区上表面的正极，低掺杂本征半导体区上表面的绝缘区，N型重掺杂区上表面的负极。该器件通过金属区和N型轻/重掺杂区构成的肖特基二极管，和P型掺杂区、低掺杂本征半导体区和N型重掺杂区构成的PIN二极管，有效地降低该器件的开关损耗和提高其开关速度。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，具体涉及一种基于碳化硅的槽型肖特基PIN二极管。

背景技术

碳化硅(SiC)材料具有禁带宽度大、临界击穿场强高、热导率大、饱和电子漂移速度高和介电常数低等优点，被广泛应用于高频、大功率、耐高温、抗辐射等电子器件中。其中碳化硅肖特基二极管具有多数导电载子，当施加正向偏压，该碳化硅肖特基二极管具有低导通电压，当施加电压从正向导通向反向阻断转换时，几乎没有反向恢复电流，可以快速恢复，但在逆向偏压下由于肖特基势垒降低效应，会产生严重的漏电流现象；碳化硅PIN二极管在正向偏压下也具有低导通电压，但在电流换向时会出现反向恢复电流，进而产生关断损耗功率。因此，为了实现降低碳化硅二极管的漏电流效应和快速恢复碳化硅二极管的开关转换，以及降低碳化硅二极管的开关损耗功率，本实用新型设计一种基于碳化硅的槽型肖特基PIN二极管。

实用新型内容

本实用新型为一种基于碳化硅的槽型肖特基PIN二极管，采用肖特基二极管和PIN二极管的组合，有效地降低该半导体器件的开关损耗和提高其开关速度，进而提高该半导体器件的电学性能。

本实用新型的技术方案具体如下：

一种基于碳化硅的槽型肖特基PIN二极管，包括：半导体衬底，N型重掺杂区，N型轻掺杂区，金属区，硅氧化物区，P型掺杂区，低掺杂本征半导体区，正极和负极，绝缘区。

进一步设置，半导体衬底上表面形成N型重掺杂区，在N型重掺杂区上设有N型轻掺杂区。

如此设置，采用N型轻掺杂区可以有效地形成金属-半导体的肖特基接触。

进一步设置，在N型轻掺杂区上设有金属区，该金属区设置在N型轻掺杂区中间，且该金属区的两侧和下表面到N型重掺杂区之间的距离相等。该金属区的材料为金属铜材料或者金属铝材料或者贵金属材料。

如此设置，采用N型轻/重掺杂区和金属区可以形成肖特基二极管。

进一步设置，在N型轻掺杂区和金属区上表面设有硅氧化物区，在硅氧化物区上设有P型掺杂区和低掺杂本征半导体区，该低掺杂本征半导体区设置在P型掺杂区的两侧，该硅氧化物区的宽度要比金属区的宽度大。

如此设置，采用P型掺杂区、低掺杂本征半导体区和N型重掺杂区可以形成PIN二极管。

进一步设置，覆盖P型掺杂区上表面、且在P型掺杂区中间贯穿P型掺杂区并延伸至金属区上表面设有正极，在低掺杂本征半导体区上表面设有绝缘区，在N型重掺杂区上表面设有负极。该器件的正极和负极材料采用金属铜材料或者金属铝材料。

进一步设置，半导体衬底材料为半导体SiC基材料。

(三)有益效果

本实用新型专利采用基于碳化硅的槽型肖特基PIN二极管，可以有效地降低该半导体器件的开关损耗和提高该半导体器件的开关速度，进而提高该二极管器件的电学性能和集成化。

附图说明

图1为本实用新型基于碳化硅的槽型肖特基PIN二极管的结构示意图。