一种具有高浪涌能力的肖特基二极管制造技术

本发明专利技术系提供一种具有高浪涌能力的肖特基二极管，管芯体和导电厚片，管芯体的厚度为p，导电厚片的厚度为d，0.5p<d<p；管芯体包括N型衬底，N型衬底上设有阴极金属层，N型衬底下设有N型外延层，N型外延层一侧设有阳极金属层，N型外延层靠近阳极金属层的一侧设有若干等间隔设置的发射极沟槽，N型外延层中填充有高掺杂浓度的P型注入区，P型注入区与发射极沟槽之间连接有低掺杂浓度的P型过渡区，N型外延层与导电厚片之间连接有第一钝化层，第一钝化层围绕于阳极金属层的四周。本发明专利技术产生的热量能够高效地传递到导电厚片处，能够有效提高浪涌能力；配合有肖特基结和PN结，能降低导通压降，不易发生烧坏等问题。不易发生烧坏等问题。不易发生烧坏等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高浪涌能力的肖特基二极管


[0001]本专利技术涉及二极管，具体公开了一种具有高浪涌能力的肖特基二极管。

技术介绍

[0002]肖特基二极管是以贵金属为正极，以N型半导体为负极，利用二者接触面上所形成的肖特基结即肖特基势垒制成的具有整流特性的金属
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半导体器件。当施加正向电压时，肖特基结变窄、内阻变小，施加反向电压时，肖特基结变宽、内阻变大。
[0003]浪涌能力不足是肖特基二极管的一大技术瓶颈，由于其浪涌能力不足，在工作过程中，肖特基二极管的导通电流容易发生迅速增大，导致肖特基二极管被击穿烧坏。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对现有技术问题，提供一种具有高浪涌能力的肖特基二极管，具有良好的浪涌能力，不易被击穿烧坏。
[0005]为解决现有技术问题，本专利技术公开一种具有高浪涌能力的肖特基二极管，管芯体和导电厚片，导电厚片位于管芯体的底部，管芯体的厚度为p，导电厚片的厚度为d，0.5p<d<p；管芯体包括高掺杂浓度的N型衬底，N型衬底上设有阴极金属层，N型衬底下设有低掺杂浓度的N型外延层，N型外延层远离N型衬底的一侧设有阳极金属层，N型外延层靠近阳极金属层的一侧设有若干等间隔设置的发射极沟槽，N型外延层中填充有高掺杂浓度的P型注入区，P型注入区与发射极沟槽的槽壁之间连接有低掺杂浓度的P型过渡区，N型外延层与导电厚片之间连接有呈环形的第一钝化层，阳极金属层在水平面上的投影面积小于N型外延层在水平面上的投影面积，阳极金属层的厚度小于第一钝化层的厚度，第一钝化层围绕于阳极金属层的四周，阳极金属层与导电厚片之间连接有导电层。
[0006]进一步的，阴极金属层为铬金属层、镍金属层或银金属层。
[0007]进一步的，阳极金属层为钛金属层或钴金属层。
[0008]进一步的，发射极沟槽的宽度为0.7
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1μm。
[0009]进一步的，发射极沟槽的深度小于N型外延层的厚度。
[0010]进一步的，第一钝化层为环氧树脂层。
[0011]进一步的，N型外延层靠近阳极金属层的一侧设有保护环，保护环围绕于所有的发射极沟槽外。
[0012]进一步的，保护环与阳极金属层之间还设有呈环形的第二钝化层。
[0013]进一步的，第二钝化层为绝缘的氧化物层。
[0014]本专利技术的有益效果为：本专利技术公开一种具有高浪涌能力的肖特基二极管，应用时，导电厚片焊接于PCB等载体的表面，发热最多的N型外延层和阳极金属层产生的热量能够直接高效地传递到导电厚片处，到达导热厚片的热量不仅能够将热量快速向下传递，还能够快速地向四周传递，从而有效优化器件的工作温度，能够有效提高其浪涌能力；管芯体内部
配合有肖特基结和多个PN结，能够有效提高器件导通时可支持的峰值电流，从而有效降低器件的导通压降，整体结构具备良好的浪涌能力，不易发生烧坏等问题。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一实施例的结构示意图。
[0016]图2为本专利技术另一实施例的结构示意图。
[0017]图3为本专利技术肖特基二极管与常见肖特基二极管对比的正向电压
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电流密度曲线图。
[0018]图4为本专利技术肖特基二极管与常见肖特基二极管对比的时间
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电流密度曲线图。
[0019]附图标记：管芯体10、N型衬底11、阴极金属层12、N型外延层13、阳极金属层14、发射极沟槽15、P型注入区151、P型过渡区152、第一钝化层16、保护环17、第二钝化层18、导电厚片20、导电层21。
具体实施方式
[0020]为能进一步了解本专利技术的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。
[0021]参考图1至图4。
[0022]本专利技术实施例公开一种具有高浪涌能力的肖特基二极管，如图1所示，管芯体10和导电厚片20，导电厚片20位于管芯体10的底部，管芯体10的厚度为p，导电厚片20的厚度为d，0.5p<d<p，能够确保导电厚片20有足够的厚度来实现导热释放，特别是确保导电厚片20能够从四周侧面向外传递热量，从而显著提高整体器件的散热性能；管芯体10包括高掺杂浓度的N型衬底11，N型衬底11上设有阴极金属层12，N型衬底11下设有低掺杂浓度的N型外延层13，N型外延层13远离N型衬底11的一侧设有阳极金属层14，阳极金属层14与N型外延层13之间形成有肖特基结获得单向导电性能，阴极金属层12、N型衬底11、N型外延层13、阳极金属层14的厚度和为管芯体10的厚度，N型外延层13靠近阳极金属层14的一侧内部设有若干等间隔设置的发射极沟槽15，发射极沟槽15向N型外延层13内部延伸，每个N型外延层13中均填充有高掺杂浓度的P型注入区151，每个P型注入区151与各个发射极沟槽15的槽壁之间均连接有低掺杂浓度的P型过渡区152，P型过渡区152与N型外延层13之间形成有可靠的PN结参与导电，配合肖特基结，在导通时能够显著提高器件的峰值电流，从而有效降低器件的导通压降，能够有效提高器件的浪涌能力，可避免发生器件烧坏等问题，N型外延层13与导电厚片20之间连接有呈环形的第一钝化层16，阳极金属层14在水平面上的投影面积小于N型外延层13在水平面上的投影面积，阳极金属层14的厚度小于第一钝化层16的厚度，确保第一钝化层16能够有效包裹阳极金属层14，第一钝化层16围绕于阳极金属层14的四周，阳极金属层14与导电厚片20之间连接有导电层21，优选地，导电层21可以为锡膏层，导电层21包围于第一钝化层16内，能够有效提高器件内部导电结构的可靠性，通过第一钝化层16间隔开N型外延层13以及导电厚片20，能够有效控制肖特基结存在区域，避免因导电厚片20与N型外延层13直接接触而影响管芯体10内部各导电区域的性能。
[0023]在本专利技术管芯体10下设置有导电厚片20，应用时，导电厚片20焊接于PCB等载体的
表面，由于N型外延层13和阳极金属层14是器件发热最严重的区域，通过具有大厚度的导电厚片20连接在管芯体10的底部和载体的表面，器件产生的绝大部分热量都能够直接高效地传递到导电厚片20处，到达导热厚片的热量不仅能够将热量快速向下传递，还能够快速向四周传递，从而有效优化器件的工作温度，将其积聚的热量释放到周围环境，从而有效提高其浪涌能力；管芯体10内部配合有肖特基结和多个PN结，能够有效提高器件导通时可支持的峰值电流，从而有效降低器件的导通压降，整体结构具备良好的浪涌能力，不易发生烧坏等问题。
[0024]采用规格SS3100作为常见的肖特基二极管与本专利技术的肖特基二极管进行比较，如图3所示，当有大浪涌电流经过器件时，本专利技术的肖特基二极管具有更小的导通电阻，压降小，产生的热量小，本专利技术的肖特基二极管相较于常见的肖特基二极管能够承受更高的浪涌电流；如图4所示，在停止供电后，本专利技术的肖特基二极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高浪涌能力的肖特基二极管，其特征在于，管芯体(10)和导电厚片(20)，所述导电厚片(20)位于所述管芯体(10)的底部，所述管芯体(10)的厚度为p，所述导电厚片(20)的厚度为d，0.5p<d<p；所述管芯体(10)包括高掺杂浓度的N型衬底(11)，所述N型衬底(11)上设有阴极金属层(12)，所述N型衬底(11)下设有低掺杂浓度的N型外延层(13)，所述N型外延层(13)远离所述N型衬底(11)的一侧设有阳极金属层(14)，所述N型外延层(13)靠近所述阳极金属层(14)的一侧设有若干等间隔设置的发射极沟槽(15)，所述N型外延层(13)中填充有高掺杂浓度的P型注入区(151)，所述P型注入区(151)与所述发射极沟槽(15)的槽壁之间连接有低掺杂浓度的P型过渡区(152)，所述N型外延层(13)与所述导电厚片(20)之间连接有呈环形的第一钝化层(16)，所述阳极金属层(14)在水平面上的投影面积小于所述N型外延层(13)在水平面上的投影面积，所述阳极金属层(14)的厚度小于所述第一钝化层(16)的厚度，所述第一钝化层(16)围绕于所述阳极金属层(14)的四周，所述阳极金属层(14)与所述导电厚片(20)之间连接有导电层(21)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑容芳，
申请(专利权)人：先之科半导体科技东莞有限公司，
类型：发明
国别省市：