[实用新型]一种二极管元胞

说明书

本实用新型提供的一种二极管元胞，包括若干元胞；若干元胞的N+衬底、背面金属层、正面金属层连接为一体，N+衬底的背面和正面分别与背面金属层和势垒接触，势垒的正面中部加工有MOS沟道，若干元胞的MOS沟道相互连接，所述正面金属层将势垒的正面覆盖且其连两端分别与势垒的基极和栅极接触。本实用新型采用多元胞并联结构，大大提高了导通电阻；采用多层金属布局，避免了超薄栅氧在键合过程中受到的键合应力损伤，提升了产品良率和可靠性，金属层同时起了散热器的功能，改善了产品的散热效果；通过多个元胞内的少子势垒降低了二极管在高频率开关过程中的导通损耗。

技术领域

本实用新型涉及一种二极管元胞。

背景技术

随着半导体技术的发展，近年来不断出现JBS、MPS、TMPS等新结构二极管，二极管性能也不断提升。但是，以上结构基本都是基于传统的PN结或肖特基结的结构基础上延伸出来的，无法完全规避PN结结构正向压降大、反向恢复时间大，以及肖特基结结构高温特性差、可靠性差等问题。

公开号为CN102709317A公开的一种低开启电压二极管，该二极管包括N+衬底、N+衬底背面的金属化阴极和正面的N-外延层，N-外延层表面是金属化阳极，N-外延层顶部两侧分别具有一个P型重掺杂区，P型重掺杂区内侧分别具有一个N型重掺杂区，P型重掺杂区下方还分别具有一个深P体区，两个深P体区和它们之间的N-外延层构成一个结型场效应晶体管区。该二极管属于基于平面栅MOS结构的超势垒结构二极管，属于一种新型二极管结构，具有开启电压低、导通压降低等优点。为了获得低开启电压，该结构具备非常薄的栅氧化层，而在键合过程中，键合压力势必造成栅氧化层损伤，具有可靠性风险。

公开号为CN108010964B公开的一种IGBT器件及其制作方法，包括绝缘栅场效应管、位于绝缘栅场效应管漏区的肖特基势垒二极管，肖特基势垒二极管和绝缘栅场效应管通过共用的N+漂移区复合而成，在肖特基势垒二极管中通过肖特基势垒接触形成IGBT器件的一个发射结，利用肖特基势垒二极管中少子对MOS中的漂移区进行导电调制，获得了改善的性能从而使器件的工作频率得以提高。其IGBT的发射极位于绝缘栅场效应管的上表面、集电极位于肖特基势垒二极管的下表面，但其多晶硅层顶部不与正面金属阳极接触，其栅、漏之间并未形成栅、漏短接的沟槽栅功率MOS结构。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种二极管元胞。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种二极管元胞及，包括若干元胞；若干元胞的N+衬底、背面金属层、正面金属层连接为一体，N+衬底的背面和正面分别与背面金属层和势垒接触，势垒的正面中部加工有MOS沟道，若干元胞的MOS沟道相互连接，所述正面金属层将势垒的正面覆盖且其连两端分别与势垒的基极和栅极接触。

所述势垒包括外延区、P型基区、N+区,外延区的背面与N+衬底的正面接触，外延区的正面与P型基区接触，P型基区的正面与N+区接触，所述MOS沟道底部的底部设置在外延区上部。

所述MOS沟道的底部为弧形。

所述MOS沟道包括沟槽，沟槽内壁表面通过氧化层覆盖，沟槽内填充有多晶硅。

所述氧化层的厚度为所述多晶硅的厚度为0.2～0.6μm。

所述势垒的两端还加工有台阶，台阶的底部设置有P+区，所述正面金属层将台阶覆盖。

所述背面金属层包括依次覆盖在N+衬底背面的背面钛层、背面镍层、背面银层，背面钛层、背面镍层、背面银层的厚度依次为80～100nm、80～100nm、1400～1500nm。

所述正面金属层包括依次覆盖在势垒上的正面铝层、正面镍层、正面钯层、正面金层，正面铝层、正面镍层、正面钯层、正面金层的厚度依次为4μm～6μm、1μm～2μm、

本实用新型的有益效果在于：