[发明专利]一种电子抽取型续流二极管器件及其制备方法

权利要求书

1.一种电子抽取型续流二极管器件，所述的二极管器件包括有

位于底部的阴极电极，位于所述的阴极电极之上的重掺杂N型半导体衬底和N型缓冲层，位于所述的N型缓冲层之上的N型漂移区，位于所述的N型漂移区上的P型平面阳极区；

其特征在于，所述的N型漂移区上还设有一个以上用于增加电子抽取通路密度的第一结构，所述的第一结构包括有轻掺杂P型基区、重掺杂N型发射区、P型沟槽阳极区和沟槽区，其中重掺杂N型发射区设于轻掺杂P型基区上，沟槽区设于P型沟槽阳极区上，所述的P型平面阳极区上表面具有部分重掺杂P型欧姆接触区，所述的沟槽区内设有阳极电极；

所述器件的上表面设有阳极电极，所述的阳极电极和N型漂移区隔离；

所述的重掺杂N型发射区、轻掺杂P型基区和N型漂移区构成穿通型NPN三极管结构，所述的N型漂移区、P型平面阳极区和P型沟槽阳极区形成JFET结构, 所述P型平面阳极区和P型沟槽阳极区与阳极电极形成肖特基接触, 所述重掺杂P型欧姆接触区与阳极电极形成欧姆接触。

2.如权利要求1所述的电子抽取型续流二极管器件，其特征在于，所述的阳极电极和N型漂移区隔离通过设于沟槽侧壁的绝缘介质层隔离。

3.如权利要求1所述的电子抽取型续流二极管器件，其特征在于，所述的沟槽区截面形状为倒梯形，侧壁和垂直方向的角度α为60-90°。

4.如权利要求3所述的电子抽取型续流二极管器件，其特征在于，所述的重掺杂N型发射区和轻掺杂P型基区的截面形状为和所述的沟槽区外侧壁贴合的斜坡形状。

5.如权利要求1所述的电子抽取型续流二极管器件，其特征在于，所述的P型沟槽阳极区接触沟槽区的侧壁与底部，所述的阳极电极与P型沟槽阳极区形成肖特基接触。

6.如权利要求1所述的电子抽取型续流二极管器件，其特征在于，所述的重掺杂P型欧姆接触区横向宽度小于P型平面阳极区,占整个阳极的面积比在10%-90%。

7.如权利要求1所述的电子抽取型续流二极管器件，其特征在于，所述P型沟槽阳极区为U型形貌。

8.如权利要求1-7任一权利要求所述的电子抽取型续流二极管器件的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：

首先，在重掺杂N型半导体衬底形成N型缓冲层和N型漂移区，然后在所述的N型漂移区上形成沟槽区；

其次，在所述N型漂移区上表面形成掩蔽层保护沟槽侧壁；同时通过干法刻蚀形成离子注入窗口，通过离子注入并高温推结形成P型平面阳极区和P型沟槽阳极区；

再次，形成穿通型NPN三极管区域的离子注入窗口：首先进行P型离子注入并高温推结形成轻掺杂P型基区；其次进行N型离子注入形成重掺杂N型发射区；

接着，在所述P型平面阳极区上表形成重掺杂P型欧姆接触区离子注入窗口，之后进行P型离子注入；

接下来，在所述P型平面阳极区、重掺杂P型欧姆接触区、重掺杂N型发射区和垂直沟槽表面形成绝缘介质层；绝缘介质层宽度小于垂直沟槽区的宽度，然后，半导体器件在高温和氮气氛围下退火和推结，以激活重掺杂P型欧姆接触区和重掺杂N型发射区的注入杂质和修复晶格损伤；

最后，在半导体器件的正面和背面淀积阳极金属和阴极金属，对正面金属进行平坦化，之后在高温氮气氛围中烧结实现合金结，分别形成阳极电极和阴极电极。

9.如权利要求8所述的电子抽取型续流二极管器件的制备方法，其特征在于，在形成绝缘介质层的过程中，有选择地保留垂直沟槽侧壁区域以形成绝缘介质层。

10.如权利要求8所述的电子抽取型续流二极管器件的制备方法，其特征在于，在最后步骤中，先对重掺杂N型半导体衬底进行减薄以减少该部分的导通电阻。

11.如权利要求8所述的电子抽取型续流二极管器件的制备方法，其特征在于，在沟槽区的刻蚀过程中采用控制刻蚀能量、刻蚀时间和钝化时间，实现倒梯形斜坡角度的调整。

12.如权利要求8所述的电子抽取型续流二极管器件的制备方法，其特征在于，通过控制离子注入角度和推结时间形成U型形貌的P型沟槽阳极区。