专利名称：一种高抗静电肖特基二极管的制作方法
技术领域：
本发明属于电子元器件领域，具体涉及一种高抗静电肖特基二极管。
背景技术：
开关电源随着信息产品、通讯产品及家用电器广泛普及己被广 泛运用，而作为开关电源的核心部件肖特基二极管得到迅速发展。肖 特基二极管在获得广泛应用同时，亦遇到新的问题在对开关电源进 行高压绝缘测试时，约有1%的肖特基二极管失效。造成上述原因主 要是由于肖特基二极管抗静电能力较差。目前，市场上肖特基二极管
抗静电的水平在2kV左右(IEC-61000-4-2标准，直接接触)。目前， 因开关电源的高压绝缘测试造成肖特基二极管的失效及失效后的开 关电源返修，全球每年这方面浪费支出超过1亿美元。同时，开关电 源在使用过程中，由于静电原因，存在较大的质量风险。
对静电失效的肖特基二极管芯片进行解剖分析，失效部分主要 集中在肖特基芯片的金属势垒区，而金属势垒区有明显的过流痕迹。 研究得出，当静电通过肖特基二极管芯片时，产生瞬间浪涌电流，而 电流主要通过P型保护环和金属势垒流出(如图l所示)。由于金属 势垒承受浪涌能力较弱，金属势垒最容易受到静电破坏，从而导致上 述原因。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种高抗静电肖特基二极 管，其在在原先肖特基二极管上扩散多个P型点阵二极管，相当于并 联多个保护用的二极管，以此提高二极管的抗静电能力。
本发明的技术方案是一种高抗静电肖特基二极管，其内部结构包
括阳极金属层、金属势垒层、N-外延层、N+基片、阴极金属层和用来 消除边缘区域电场的二氧化硅和P型保护环，其中在金属势垒区内， 向N-外延层方向扩散形成至少二个P型硼扩散区，而所述P型硼扩 散区与N-外延层形成PN结二极管，并与P型保护环所形成的保护二 极管并联。P型硼扩散区中硼原子的扩散浓度为E18-E19原子/立方 厘米。
为了提高响应速度，在形成的P型硼扩散区基础上扩散金原子 层，同时也降低导通时阻抗，提高承受浪涌能力。
上述金原子的扩散浓度为E16-E17原子/立方厘米。 本发明优化后的肖特基二极管芯片结构设计，在原先肖特基二极 管上扩散多个P型点阵二极管，相当于并联保护用的二极管。并 且这种P型点阵二极管阵经过扩金工艺，提高掺杂浓度后，具有 很强的抗静电能力和很高的响应速度。当静电通过肖特基二极管 芯片时，产生的瞬间浪涌电流可以迅速从P型点二极管阵流出， 从而使P型保护环和金属势垒得到保护。经过测试，上述改进后 的肖特基二极管抗静电水平达到12kV左右(IEC-61000-4-2);
开关电源在高压绝缘测试中，肖特基二极管失效率降低到0. 01%管失效率降低到0. 01%以下。肖特基二极管在开关电源使用中的
失效率降低到30ppm以下。
图1为原有肖特基二极管的反向电流分布示意图2为本发明的结构示意图3为本发明反向电流分布示意图。
图中l为阳极金属层；2为金属势垒层；3为N-外延层；4为 基片；5为阴极金属层；6为二氧化硅；7为P型保护环；8为P型硼 扩散区；9为电流方向。
具体实施例方式
以下结合附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详述。 实施例如图2所示，本发明高抗静电肖特基二极管它是以N型 半导体为基片4;在上面形成用磷作掺杂剂的N-外延层3、金属势垒 层2和阳极金属层1; 二氧化硅(Si02) 6用来消除边缘区域的电场， 提高管子的耐压值；在基片4下边形成用于减小阴极的接触电阻的 N+阴极层，以及阴极金属层5。其中，阳极金属层1是用钼或铝等材 料制成的阻挡层；在N-外延层3还设有P型保护环7，形成保护二极 管；在金属势垒区内，向N-外延层方向扩散硼原子形成P型硼扩散 区8，并与N-外延层3形成六个均匀分布的P型点阵二极管，与P 型保护环所形成的保护二极管成并联。
为提高抗静电能力和很高的响应速度，在扩散有硼原子的基础上 扩散金原子。其中，硼原子的扩散浓度为E18-E19原子/立方厘米；金原子的扩散浓度为E16-E17原子/立方厘米。
如图2所示经过改进后的本发明肖特基二极管，当静电通过 肖特基二极管芯片时，产生的瞬间浪涌电流可以迅速从P型点二极管 阵流出，从而使P型保护环和金属势垒得到保护。
权利要求
1、一种高抗静电肖特基二极管，其内部结构包括阳极金属层、金属势垒层、N-外延层、基片、阴极金属层和用来消除边缘区域电场的二氧化硅和P型保护环，其特征在于在金属势垒区内，向N-外延层方向扩散形成至少二个P型硼扩散区，而所述P型硼扩散区与N-外延层形成PN结二极管，并与P型保护环所形成的保护二极管并联。
2、 根据权利要求1所述的高抗静电肖特基二极管，其特征在于 在P型硼扩散区上扩散有金原子层。
3、 根据权利要求1或2所述的高抗静电肖特基二极管，其特征 在于P型硼扩散区中硼原子的扩散浓度为E18-E19原子/立方厘米。
4、 根据权利要求2所述的高抗静电肖特基二极管，其特征在于 金原子的扩散浓度为E16-E17原子/立方厘米。
全文摘要
本发明涉及一种高抗静电肖特基二极管，其内部结构包括N-外延层、基片、用来消除边缘区域电场的二氧化硅和P型保护环；在金属势垒区内，在原先肖特基二极管上向N-外延层方向扩散多个P型点阵二极管，并与P型保护环所形成的保护二极管并联；本发明改进后的肖特基二极管，由静电产生的瞬间浪涌电流可以迅速从P型点二极管阵流出，大大提高了二极管的抗静电能力，延长了使用寿命。
文档编号H01L29/66GK101621080SQ20081015574
公开日2010年1月6日 申请日期2008年10月14日 优先权日2008年10月14日
发明者何永成 申请人:常州星海电子有限公司