[发明专利]具有双层外延结构的Trench MOS肖特基整流器件及制造方法

说明书

本发明提出一种具有双层外延结构的Trench MOS肖特基整流器件及制造方法，其特征在于：带有双层外延结构，其上下两层N型掺杂外延层的掺杂浓度和厚度不同。该方案在保障保证反向电压和反向漏电特性的前提下，实现了正向压降；并通过双层外延结构，由于上层外延浓度低的特点改善了反向偏置下势垒金属附近电场强度；下层外延浓度高可以降低正向导通时提电阻。

技术领域

本发明属于电子元器件技术领域，尤其涉及一种具有双层外延结构的Trench MOS肖特基整流器件及制造方法。

背景技术

肖特基二级管，为了降低自身的能耗，不断追求更的正向压降、提高反向电压和降低反向电流，Trench MOS 肖特基能很多好的解决了反向电压高和反向电流低的特性，但无论正向还是反向都受外延电阻率和厚度的影响，为了保证反向电压和反向漏电特性，正向压降已经没有进行提升空间。

发明内容

针对现有技术的缺陷和不足，本发明提出一种具有双层外延结构的Trench MOS肖特基整流器件及制造方法。

本发明具体采用以下技术方案：

一种双层外延结构，应用于制造Trench MOS肖特基整流器件，其特征在于：上下两层N型掺杂外延层的掺杂浓度和厚度不同。

进一步地，所述外延层的掺杂材料为硅。

进一步地，位于下方生长于N型衬底上的第一外延层的掺杂浓度低于位于上方的第二外延层。

进一步地，所述第一外延层的厚度范围为0.5um-2.0 um，电阻率为0.05Ω∙cm-0.3Ω∙cm；所述第二外延层厚度范围为2.0um-5.0 um，电阻率0.15Ω∙cm-0.5Ω∙cm。

以及，一种具有双层外延结构的Trench MOS肖特基整流器件，其特征在于：带有双层外延结构，其上下两层N型掺杂外延层的掺杂浓度和厚度不同。

进一步地，所述外延层的掺杂材料为硅。

进一步地，位于下方生长于N型衬底上的第一外延层的掺杂浓度低于位于上方的第二外延层。

进一步地，所述第一外延层的厚度范围为0.5um-2.0 um，电阻率为0.05Ω∙cm-0.3Ω∙cm；所述第二外延层厚度范围为2.0um-5.0 um，电阻率0.15Ω∙cm-0.5Ω∙cm。

进一步地，所述第二外延层上沿横向间隔设置有若干个纵向的沟槽，所述沟槽自第二外延层的上表面向下延伸；

每个所述沟槽的底部以及两内侧壁热生长或淀积有绝缘介质；

在每个沟槽内淀积有多晶；

所述外延层的上方设置有势垒金属层和传导金属层。

以及，一种具有双层外延结构的Trench MOS肖特基整流器件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在N型衬底上分两次进行外延生长，形成两层不同电阻率和厚度的N型外延层；

步骤S2：在第二外延层上沿横向间隔刻蚀形成若干个纵向的沟槽，所述沟槽自外延层的上表面向下延伸；

步骤S3：在每个沟槽的底部以及两内侧壁热生长或淀积绝缘介质；

步骤S4：在每个沟槽内淀积多晶，并且回刻至外延层上表面；

步骤S5：分别在外延层的上表面依次淀积势垒金属和传导金属。

与现有技术相比，本发明及其优选方案在保障保证反向电压和反向漏电特性的前提下，实现了正向压降；并通过双层外延结构，由于上层外延浓度低的特点改善了反向偏置下势垒金属附近电场强度；下层外延浓度高可以降低正向导通时提电阻。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：