一种混合PiN结肖特基二极管及制造方法技术

本申请公开了一种混合PiN结肖特基二极管及制造方法，混合PiN结肖特基二极管包括：等离子扩散层和半导体区域；半导体区域设置在外延层表面的下方；半导体区域包括：多个元胞，每一个元胞包括：一个第一区域和多个第二区域；等离子扩散层设置在外延层表面的下方，且等离子扩散层包括多个等离子扩散通道，每一个等离子扩散通道连通两个元胞中的第一区域，并穿过元胞中各第二区域；第一区域、多个第二区域、等离子扩散层与外延层构成混合PiN结肖特基二极管的PN结。本申请能够提高混合PiN结肖特基二极管的抗浪涌电流能力。

【技术实现步骤摘要】
一种混合PiN结肖特基二极管及制造方法
本申请涉及微电子
，尤其涉及一种混合PiN结肖特基二极管及制造方法。
技术介绍
在电流浪涌的情况下，二极管中的PN结的温度迅速升高，可能引起二极管的可靠性降低，甚至发生性能退化和失效。因此，具有卓越的抗浪涌电流能力的二极管可以有效地耗散这些能量而不发生退化或失效，从而为电力装备提供更高的安全裕度，提高电力装备的可靠性和寿命。混合PiN结肖特基二极管在浪涌大电流冲击的情况下具有更低的电阻率和更高的电流导通能力。因此，在设计电路时，设计人员通常会选择混合PiN结肖特基二极管作为抗浪涌电流的器件。然而，现有的混合PiN结肖特基二极管的结构设计不够合理，从而降低了混合PiN结肖特基二极管的抗浪涌电流能力。
技术实现思路
为了解决上述问题，本申请提出了一种混合PiN结肖特基二极管及制造方法，能够提高混合PiN结肖特基二极管的抗浪涌电流能力。第一方面，本申请实施例提供了一种混合PiN结肖特基二极管，包括：等离子扩散层和半导体区域；所述半导体区域设置在外延层表面的下方；所述半导体区域包括：多个元胞，每一个元胞包括：一个第一区域和多个第二区域；所述第一区域与所述第二区域的在所述外延层中的深度相同，所述第一区域的宽度大于所述第二区域的宽度；所述等离子扩散层设置在所述外延层表面的下方，且所述等离子扩散层包括多个等离子扩散通道，每一个所述等离子扩散通道连通两个所述元胞中的所述第一区域，并穿过所述元胞中各所述第二区域；所述第一区域、多个所述第二区域、所述等离子扩散层与所述外延层构成所述混合PiN结肖特基二极管的PN结。在一个示例中，以各所述第一区域为中心，均匀环绕多个第一区域，所述环绕着的多个第一区域的中心点构成正六边形，在所述构成的正六边形中，各所述第一区域的等离子扩散通道连通相邻的其它第一区域。在一个示例中，以各所述第一区域为中心，均匀环绕多个第一区域，所述环绕着的多个第一区域的中心点构成正六边形，在所述构成的正六边形中，各所述第一区域的等离子扩散通道连通除所述第一区域的对角之外的非相邻的其它第一区域。在一个示例中，所述第一区域为正六边形；所述第二区域为环形正六边形，且所述第二区域的六条边分别与对应的所述第一区域的相应的边平行。在一个示例中，在一个所述元胞中，以所述第一区域为中心，围绕有多个所述第二区域；且一个所述第一区域对应的等离子扩散通道的数量与围绕所述第一区域的其它第一区域的数量相关。在一个示例中，所述第一区域为正多边形，且所述第一区域对应的等离子扩散通道的数量等于所述正多边形的边数。在一个示例中，所述多个元胞中各元胞的第一区域的大小不同，所述第一区域连接的所述等离子扩散通道的数量与所述第一区域的大小正相关。在一个示例中，所述等离子扩散通道的宽度与所述第二区域相同，所述等离子扩散通道的深度与所述第一区域和所述第二区域相同。在一个示例中，所述等离子扩散通道连接距离在预设取值范围内的两个所述第一区域。在一个示例中，所述等离子扩散通道的连通方式与各所述第一区域的大小相关，具体为：所述多个元胞中的各个第一区域的大小不完全相同，所述等离子扩散通道优先连接大小不同的两个P+区。第二方面，本申请实施例提供了一种混合PiN结肖特基二极管制造方法，包括：形成衬底；在所述衬底上形成由碳化硅制成的外延层；所述外延层的掺杂浓度低于所述衬底的掺杂浓度；在所述外延层上形成多个第一区域、多个等离子扩散通道和多个第二区域，其中，所述等离子扩散通道连通两个元胞中的所述第一区域，并穿过所述元胞中各所述第二区域；每一个所述元胞包括：一个所述第一区域和多个所述第二区域；分别在各所述第一区域、各所述第二区域和各所述等离子扩散通道的上方形成欧姆接触金属层；在所述外延层背离所述衬底一侧的表面形成肖特基接触金属层；在所述衬底背离所述外延层一侧的表面形成欧姆接触金属层。本申请实施例提供了一种混合PiN结肖特基二极管，通过构建包括多个等离子扩散通道的等离子扩散层，使得各个第一区域中的等离子体在浪涌冲击发生的瞬间迅速地扩散到其他漂移区中，从而将浪涌电流和其在器件内部产生的热能快速分散到器件的各个区域，以避免出现局部发热的现象。由此可知，本申请提供的技术方案能够提高混合PiN结肖特基二极管的抗浪涌电流能力。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1为本申请实施例提供的一种混合PiN结肖特基二极管的截面示意图；图2为本申请实施例提供的另一种混合PiN结肖特基二极管的截面示意图；图3为本申请实施例提供的一种混合PiN结肖特基二极管的立体截面示意图；图4为本申请实施例提供的另一种混合PiN结肖特基二极管的立体截面示意图；图5为本申请实施例提供的又一种混合PiN结肖特基二极管的立体截面示意图；图6为本申请实施例提供的又一种混合PiN结肖特基二极管的截面示意图；图7为本申请实施例提供的具有等离子扩散层的混合PiN结肖特基二极管抗浪涌电流能力的变化示意图；图8为本申请实施例提供的具有等离子扩散层的混合PiN结肖特基二极管的器件所能承受的最大能量的变化示意图。具体实施方式为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。本申请的实施例公开了一种混合PiN结肖特基二极管，为了便于说明，本申请以六边形元胞为例进行说明，如图1和图2所示：外延层导电类型为N型，半导体区域的到导电类型为P+型，其中半导体区域包括：多个元胞，每一个元胞包括：一个第一区域110和多个第二区域120，其中第一区域110为宽P+区，第二区域120为窄P+区。宽P+区在外延层中的深度与窄P+区在外延层中的深度相同。宽P+区的宽度大于窄P+区的宽度。宽P+区为正六边形，窄P+区为环形正六边形，且环形正六边形的六条边分别与对应的宽P+区的边平行。将宽P+区和窄P+区设置为正六边形能更好的实现P+区的密集分布。在图1中，宽P+区为正六边形，宽P+区的每一条边对应一个等离子扩散通道130，且等离子扩散通道130与宽P+区的边垂直，垂足为宽P+区的边的中点，以实现电流在混合PiN结肖特基二极管中的均匀分布，从而避免单个宽P+区承受过大的电流。在图2中，宽P+区为正六边形，宽P+区的每一个顶点对应一个等离子扩散通道130，各个等离子扩散通道130在宽P+区内的延长线交于宽P+区的几何中心点，以实现电流在混合PiN结肖特基二极管中的均匀分布，从而避免单个宽P+区承受过大的电流。需要说明的是，第一区域110和第二区域120也可以为N+区，本申请实施例中仅以P+区为例进行说明。宽P+区和窄P+区也可以是其他正多边形。在宽P+区和窄本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合PiN结肖特基二极管，其特征在于，包括：等离子扩散层和半导体区域；/n所述半导体区域设置在外延层表面的下方；/n所述半导体区域包括：多个元胞，每一个元胞包括：一个第一区域和多个第二区域；所述第一区域与所述第二区域的在所述外延层中的深度相同，所述第一区域的宽度大于所述第二区域的宽度；/n所述等离子扩散层设置在所述外延层表面的下方，且所述等离子扩散层包括多个等离子扩散通道，每一个所述等离子扩散通道连通两个所述元胞中的所述第一区域，并穿过所述元胞中各所述第二区域；所述第一区域、多个所述第二区域、所述等离子扩散层与所述外延层构成所述混合PiN结肖特基二极管的PN结。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合PiN结肖特基二极管，其特征在于，包括：等离子扩散层和半导体区域；
所述半导体区域设置在外延层表面的下方；
所述半导体区域包括：多个元胞，每一个元胞包括：一个第一区域和多个第二区域；所述第一区域与所述第二区域的在所述外延层中的深度相同，所述第一区域的宽度大于所述第二区域的宽度；
所述等离子扩散层设置在所述外延层表面的下方，且所述等离子扩散层包括多个等离子扩散通道，每一个所述等离子扩散通道连通两个所述元胞中的所述第一区域，并穿过所述元胞中各所述第二区域；所述第一区域、多个所述第二区域、所述等离子扩散层与所述外延层构成所述混合PiN结肖特基二极管的PN结。


2.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，
以各所述第一区域为中心，均匀环绕多个第一区域，所述环绕着的多个第一区域的中心点构成正六边形，在所述构成的正六边形中，各所述第一区域的等离子扩散通道连通相邻的其它第一区域。


3.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，
以各所述第一区域为中心，均匀环绕多个第一区域，所述环绕着的多个第一区域的中心点构成正六边形，在所述构成的正六边形中，各所述第一区域的等离子扩散通道连通除所述第一区域的对角之外的非相邻的其它第一区域。


4.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，
所述第一区域为正六边形；
所述第二区域为环形正六边形，且所述第二区域的六条边分别与对应的所述第一区域的相应的边平行。


5.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于，
在一个所述元胞中，以所述第一区域为中心，围绕有多个所述第二区域；
且一...

【专利技术属性】
技术研发人员：任娜，
申请(专利权)人：山东天岳电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37