一种具有低导通压降的槽栅型超势垒整流器件的制作方法

1.本实用新型涉及功率半导体器件技术领域，具体为一种具有低导通压降的槽栅型超势垒整流器件。


背景技术：

2.整流器广泛应用于电子行业中，传统pn 接二极管导通压降大，反向恢复时间长，肖特基二极管正向压降小，然其反向漏电大；现有的超势垒整流器采用在阳极和阴极之间整合并联的整流二极管和mos晶体管来形成较低的正向导通电压，然由于整体存在pn结，其导通电压仍然较大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种具有低导通压降的槽栅型超势垒整流器件，提供一道更低电压导通作用的整流器结构，以克服现有技术的不足。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
5.一种具有低导通压降的槽栅型超势垒整流器件，包括：
6.背面金属层；
7.第一导电类型半导体衬底；所述第一导电类型半导体衬底覆盖于背面金属层之上；
8.第一导电类型半导体漂移区；所述第一导电类型半导体漂移区覆盖于第一导电类型半导体衬底之上；
9.栅氧化层；所述栅氧化层覆盖于第一导电类型半导体漂移区上部两侧的部分表面；
10.多晶硅栅极；所述多晶硅栅极覆盖于对应栅氧化层之上；
11.第一导电类型半导体重掺杂区；所述第一导电类型半导体重掺杂区覆盖于第一导电类型半导体漂移区之上的部分表面；
12.第二导电类型半导体体区；所述第二导电类型半导体体区覆盖于第一导电类型半导体漂移区之上的部分表面，且第二导电类型半导体体区位于第一导电类型半导体重掺杂区两侧，该第一导电类型半导体重掺杂区覆盖于第二导电类型半导体体区之上的部分表面；
13.第一导电类型半导体重掺杂源区；所述第一导电类型半导体重掺杂源区覆盖于对应第二导电类型半导体体区之上的部分表面；
14.正面金属层；所述正面金属层覆盖于栅氧化层、多晶硅栅极、第二导电类型半导体体区、第一导电类型半导体重掺杂源区和第一导电类型半导体重掺杂区之上。
15.作为本实用新型的进一步方案：所述栅氧化层与多晶硅栅极为槽栅结构。
16.作为本实用新型的进一步方案：所述第二导电类型半导体体区的结深应大于第一导电类型半导体重掺杂区的结深。
17.作为本实用新型的进一步方案：所述第一导电类型半导体重掺杂源区与正面金属层为欧姆接触。
18.作为本实用新型的进一步方案：所述第一导电类型半导体重掺杂区与正面金属层为欧姆接触或肖特基接触。
19.作为本实用新型的进一步方案：第二导电类型半导体体区及多晶硅栅极与第一导电类型半导体漂移区在零电压时形成的耗尽层将第一导电类型半导体重掺杂区完全包围。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过创造性设计栅氧化层、多晶硅栅极、第二导电类型半导体体区和第一导电类型半导体重掺杂源区结构布局，再通过设置第一导电类型半导体重掺杂区及布置，使得本实用新型可形成多道电流路径分布，且由于第一导电类型半导体重掺杂区，使得初始电流路径的导通电压更低，且稳定性高，从而大大降低了正向导通压降，提高了二极管正向过流能力，本实用新型结构简单，工艺制备相对容易，实用性强。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图；
22.图2为本实用新型中电流路径分布结构示意图；
23.图3为本实用新型中耗尽层边界的分别示意图。
24.图中：1、背面金属层；2、第一导电类型半导体衬底；3、第一导电类型半导体漂移区；4、栅氧化层；5、多晶硅栅极；6、第二导电类型半导体体区；7、第一导电类型半导体重掺杂源区；8、第一导电类型半导体重掺杂区；9、正面金属层。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案： 一种具有低导通压降的槽栅型超势垒整流器件，包括：
27.背面金属层1；
28.第一导电类型半导体衬底2；所述第一导电类型半导体衬底2覆盖于背面金属层1之上；
29.第一导电类型半导体漂移区3；所述第一导电类型半导体漂移区3覆盖于第一导电类型半导体衬底2之上；
30.栅氧化层4；所述栅氧化层4覆盖于第一导电类型半导体漂移区3上部两侧的部分表面；
31.多晶硅栅极5；所述多晶硅栅极5覆盖于对应栅氧化层4之上；
32.第一导电类型半导体重掺杂区8；所述第一导电类型半导体重掺杂区8覆盖于第一导电类型半导体漂移区3之上的部分表面；
33.第二导电类型半导体体区6；所述第二导电类型半导体体区6覆盖于第一导电类型
半导体漂移区3之上的部分表面，且第二导电类型半导体体区6位于第一导电类型半导体重掺杂区8两侧，该第一导电类型半导体重掺杂区8覆盖于第二导电类型半导体体区6之上的部分表面；
34.第一导电类型半导体重掺杂源区7；所述第一导电类型半导体重掺杂源区7覆盖于对应第二导电类型半导体体区6之上的部分表面；
35.正面金属层9；所述正面金属层9覆盖于栅氧化层4、多晶硅栅极5、第二导电类型半导体体区6、第一导电类型半导体重掺杂源区7和第一导电类型半导体重掺杂区8之上。
36.其中所述栅氧化层4与多晶硅栅极5为槽栅结构；所述第二导电类型半导体体区6的结深应大于第一导电类型半导体重掺杂区8的结深；所述第一导电类型半导体重掺杂源区7与正面金属层9为欧姆接触；所述第一导电类型半导体重掺杂区8与正面金属层9为欧姆接触或肖特基接触；第二导电类型半导体体区6及多晶硅栅极5与第一导电类型半导体漂移区3在零电压时形成的耗尽层将第一导电类型半导体重掺杂区8完全包围。
37.工作原理：传统pn结二极管导通压降大，肖特基二极管反向漏电大。
38.本实施例中以第一导电类型半导体为n型半导体，第二导电类型半导体为p型半导体为例；正面金属层9为二极管的阳极，背面金属层1为二极管的阴极。
39.正向导通时，小电流状态下，电流从阳极经欧姆接触或肖特基接触的n型重掺杂区8，流入漂移区3，从阴极1流出，如图2中路径1所示，该电流路径没有pn结存在，可以获得较低的导通压降；电流较大时，多晶硅栅极5与p型半导体体区6存在压差，由于体效应在p型半导体体区6侧面形成反型层沟道，提供另一条电流路径，电流经n型源区7与反型层沟道流入漂移区3，如图2中路径2所示；电流进一步增大时，p型体区6与n型漂移区3之间的pn结导通，进一步增大过流能力，如图2中路径3所示。
40.反向耐压时，p型体区6及多晶硅栅极5与n型漂移区3之间形成耗尽层耐压，如图3所示。
41.尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。