[发明专利]包括场阻止区的功率半导体二极管

说明书

提出功率半导体二极管，其包括具有沿垂直方向彼此相对的第一主表面和第二主表面的半导体本体。半导体二极管还包括第一导电类型的阳极区。功率半导体二极管还包括第二导电类型的漂移区。漂移区布置在阳极区与第二主表面之间。功率半导体二极管还包括第二导电类型的场阻止区。场阻止区布置在漂移区和第二主表面之间。场阻止区沿垂直方向的掺杂剂浓度分布包括最大峰。功率半导体二极管还包括第一导电类型的注入区。注入区布置在场阻止区和第二主表面之间。pn结形成在注入区和场阻止区之间。功率半导体二极管还包括第二导电类型的阴极接触区。阴极接触区布置在场阻止区和第二主表面之间。pn结和最大峰之间的第一垂直距离的范围是从200nm至1500nm。

技术领域

本公开涉及半导体器件，具体地涉及包括场阻止区的功率半导体二极管。

背景技术

在半导体二极管中，移动电荷载流子可以充满半导体区且可以形成密集电荷载流子等离子体，所述密集电荷载流子等离子体产生半导体二极管的低正向电阻。在器件变成阻断模式时的关断时段期间去除电荷载流子等离子体。关断过程导致半导体二极管的动态开关损耗。通常，去饱和机制可以在开关二极管之前衰减电荷载流子等离子体，以便减少动态开关损耗。当关断二极管时，不均匀的载流子注入可能导致电流细丝，所述电流细丝可能局部地加热并损坏二极管。希望提供具有改善的开关特性的半导体二极管。

发明内容

本公开的示例涉及功率半导体二极管。该功率半导体二极管包括半导体本体，该半导体本体具有沿垂直方向彼此相对的第一主表面和第二主表面。功率半导体二极管还包括第一导电类型的阳极区。功率半导体二极管还包括第二导电类型的漂移区。漂移区布置在阳极区与第二主表面之间。功率半导体二极管还包括第二导电类型的场阻止区。场阻止区布置在漂移区和第二主表面之间。场阻止区沿垂直方向的掺杂剂浓度分布包括最大峰。功率半导体二极管还包括第一导电类型的注入区。注入区布置在场阻止区和第二主表面之间。pn结形成在注入区和场阻止区之间。功率半导体二极管还包括第二导电类型的阴极接触区。阴极接触区布置在场阻止区和第二主表面之间。pn结和最大峰之间的第一垂直距离的范围为从200nm至1500nm。

本公开的另一示例涉及一种制造功率半导体器件的方法。该方法包括提供具有沿垂直方向彼此相对的第一主表面和第二主表面的半导体本体。该方法还包括在半导体本体中形成第一导电类型的阳极区。该方法还包括形成第二导电类型的漂移区。漂移区布置在阳极区与第二主表面之间。该方法还包括形成第二导电类型的场阻止区。场阻止区布置在漂移区和第二主表面之间。场阻止区沿垂直方向的掺杂剂浓度分布包括最大峰。该方法还包括形成第一导电类型的注入区。注入区布置在场阻止区和第二主表面之间。pn结形成在注入区和场阻止区之间。该方法还包括形成第二导电类型的阴极接触区。阴极接触区布置在场阻止区和第二主表面之间。pn结和最大峰之间的第一垂直距离的范围为从200nm至1500nm。

本领域技术人员在阅读以下详细描述并查看附图时将认识到附加特征和优点。

附图说明

附图被包括以提供对实施例的进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了半导体二极管（例如垂直功率半导体二极管）的实施例并且与描述一起用于解释实施例的原理。在以下详细描述和权利要求中描述其他实施例。

图1是用于示出垂直功率半导体二极管的示例的示意截面图。

图2和图3是用于示出图1的功率半导体二极管的示例性掺杂剂浓度分布c沿垂直方向y的示意图。

图4是用于示出功率半导体二极管的第二主表面处的阴极接触区和注入区的示例性设计的示意截面图。

图5是用于示出用于形成图1的功率半导体二极管的场阻止区的工艺的示例性部分的示意截面图。

具体实施方式