(57)【要約】      （修正有）【課題】ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造を提供する。【解決手段】半導体基層１０、エピタキシャル層２０、複数の絶縁層３０、ポリシリコン層４０、導体層５０を備える。半導体基層１０は陰極端となる。エピタキシャル層２０は半導体基層１０上に結合し、セル領域２１とターミナル領域２２を形成し、セル領域２１はエッチングし、複数の第一トレンチ２３を形成し、ターミナル領域２２は１個以上の第二トレンチ２４を形成し、各第二トレンチ間は関数曲線形状配列組合せ関係を呈す。絶縁層３０は第一トレンチ２３及び第二トレンチ２４内面に結合し、ポリシリコン層４０は絶縁層３０内面に結合し、導体層５０はエピタキシャル層２０、第一トレンチ２３、第二トレンチ２４上端に結合し、陽極端を形成する。陽極端と陰極端との間は、リバース漏電流を低下させ、比較的高いリバースバイアス値を備える。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造は、半導体基層、エピタキシャル層、複数の絶縁層、複数のポリシリコン層、導体層を備え、
前記半導体基層は、陰極端となり、
前記エピタキシャル層は、前記半導体基層の上に結合し、セル領域とターミナル領域を形成し、前記セル領域は、エッチングし、複数の第一トレンチを形成し、前記ターミナル領域は、エッチングし、１個以上の第二トレンチを形成し、前記第二トレンチは、関数曲線形状配列組合せ関係を呈し、
前記複数の絶縁層は、前記エピタキシャル層の第一トレンチ内面と第二トレンチ内面にそれぞれ結合し、
前記複数のポリシリコン層は、前記エピタキシャル層の第一トレンチと第二トレンチの各絶縁層内面に結合し、
前記導体層は、前記エピタキシャル層、前記第一トレンチ、前記第二トレンチ上端に結合し、これにより前記導体層は、前記エピタキシャル層、前記第一トレンチ中の絶縁層と前記ポリシリコン層頂点端、前記第二トレンチ中の絶縁層、前記ポリシリコン層頂点端とそれぞれ連結し、これにより陽極端を形成することを特徴とするショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造。
【請求項２】
前記半導体基層は、N+基材であることを特徴とする請求項１に記載のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造。
【請求項３】
前記エピタキシャル層は、低濃度のドーピングN-エピタキシャルであることを特徴とする請求項１に記載のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造。
【請求項４】
前記エピタキシャル層のターミナル領域の第二トレンチは、階段状の関数曲線形状を呈することを特徴とする請求項１に記載のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造。
【請求項５】
前記エピタキシャル層のターミナル領域の各第二トレンチ間は、深さが徐々に減る関数曲線形状配列組合せを呈することを特徴とする請求項１に記載のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造。
【請求項６】
前記絶縁層は、二酸化シリコンであることを特徴とする請求項１に記載のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造に関し、特にターミナル領域に１個以上の、しかも相互に関数曲線形状を呈して配列するトレンチを形成し、リバース漏電流が低く、リバースバイアス値が高いショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のショットキーダイオードは、導通電圧が比較的低く、高速切換が可能なダイオードで、ショットキーバリア(Schottky Barrier)特性を利用し、生産された電子部品である。
ショットキーダイオードは、金属-半導体ジャンクションをショットキーバリアとし、整流効果を生じる。ショットキーバリアの特性により、ショットキーダイオードの導通電圧は比較的低くなり、しかも切換の速度を速めることができるため、スイッチ式パワーサプライ、通信設備などの高速スイッチ切換を必要とする場合に広く使用されている。しかし、ショットキーダイオードの最大の欠点は、リバースバイアスが比較的低いことである。例えば、シリコン及び金属を材料として使用するショットキーダイオードでは、そのリバースバイアスの定格耐圧は比較的低く、しかもリバース漏電流が比較的大きいだけでなく、それは温度上昇に従い増加し、温度制御失効の問題を引き起こす恐れがある。このため、ショットキーダイオードおいては、実際の使用時のリバースバイアスを、その定格値よりかなり小さく制限しなければならないため、ショットキーダイオードの応用を制限することになってしまっている。
【０００３】
上記した欠点に対して、特許文献１に掲示する「ダブルマスクトレンチショットキー整流器及びその製造方法」が提出された。特許文献１は、ショットキーダイオード構造中に、トレンチ構造を加え、リバースバイアス値が低く、リバース漏電流が高いという問題の解決を期するもので、典型的な従来のトレンチ式ショットキーダイオード構造である。それは、ソース半導体区とターミナル半導体区内に共に、トレンチを設置するが、該ターミナル半導体区に位置するトレンチ頂点部は、二酸化シリコン(SiO2)のLOCOS区などと連結する必要がある。これにより、該半導体ターミナル領域のトレンチ製造工程において、多数のフォトマスク工程が必要であるため、コストが高く、産業上の利用効果が低い本考案は、従来のショットキーダイオードの上記した欠点に鑑みてなされたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許公報第ZL02810570.2号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案が解決しようとする課題は、ターミナル領域部分のトレンチ形成において、リバースバイアス時のリバース漏電流を低下させ、比較的高いリバースバイアス電圧値を備えさせ、製造工程を単純化し、コストを低下させて、産業上の利用価値を高めることができ、半導体ターミナル領域のトレンチ構造が複雑なため、数回のフォトマスク工程を必要とし、製造コストが高くなり、産業上の利用価値が低いという従来のショットキーダイオードの欠点を解決することができるショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本考案は下記のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造を提供する。
ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造は、半導体基層、エピタキシャル層、複数の絶縁層、複数のポリシリコン層、導体層を備え、
該半導体基層は、陰極端となり、
該エピタキシャル層は、該半導体基層の上に結合し、該エピタキシャル層上には、セル領域とターミナル領域を形成し、
該セル領域は、エッチングし、複数の第一トレンチを形成し、
該ターミナル領域には、１個以上の第二トレンチを形成し、該各第二トレンチ間は、関数曲線形状配列組合せ関係を呈し、
該絶縁層は、第一トレンチ及び第二トレンチ内面に結合し、該複数のポリシリコン層は、該絶縁層内面に結合し、
該導体層は、該エピタキシャル層、該第一トレンチ、該第二トレンチ上端に結合し、これにより該導体層は、陽極端を形成し、
こうして、該各第二トレンチ間に形成する関数曲線形状配列組合せ構造により、該ショットキーダイオードの陽極端と陰極端との間は、リバース漏電流を低下させ、比較的高いリバースバイアス値を備える。
【考案の効果】
【０００７】
本考案のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造は、ターミナル領域の第二トレンチ間に形成する関数曲線形状配列組合せにより、ターミナル領域の第二トレンチは、ショットキーダイオード全体に、リバース漏電流を低下させ、比較的高いリバースバイアス値を備えさせることができ、こうしてフォトマスク工程をシンプルにして第二トレンチ構造を形成できるため、製造コストを大幅に引き下げることができ、産業上の利用価値を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造の第一実施例図である。
【図２】本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造の第二実施例図である。
【図３】従来のショットキーダイオードのターミナル領域における、リバースバイアス時の電場分布実験図である。
【図４】本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造の第一実施例における、リバースバイアス時の電場分布実験図である。
【図５】本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造の第二実施例における、リバースバイアス時の電場分布実験図である。
【図６】従来のショットキーダイオードのターミナル領域における、電子衝突電離中心の実験図である。
【図７】本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造の第一実施例における、リバースバイアス時の電子衝突電離中心の実験図である。
【図８】本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造の第二実施例における、リバースバイアス時の電子衝突電離中心の実験図である。
【図９】本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造のリバースバイアスの漏電流とリバースバイアス値の実験曲線図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照しながら本考案を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００の第一実施例図である図１に示すように、ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００は、半導体基層１０、エピタキシャル層２０、複数の絶縁層３０、複数のポリシリコン層４０、導体層５０を備える。半導体基層１０は、N+基材で、陰極端となる。エピタキシャル層２０は、低濃度のドーピングN-エピタキシャルで、半導体基層１０の上に結合する。エピタキシャル層２０上には、セル領域２１とターミナル領域２２を形成する。セル領域２１は、エッチングし、複数の第一トレンチ２３を形成する。ターミナル領域２２は、エッチングし、第二トレンチ２４を形成する。第二トレンチ２４は、関数曲線形状配列組合せ関係を呈する。図１に示すように、第二トレンチ２４は、階段状の関数曲線形状を呈する。
【００１１】
複数の絶縁層３０は、二酸化シリコンなどの酸化物により構成する。各絶縁層３０は、第一トレンチ２３及び第二トレンチ２４内面に、それぞれ結合する。
【００１２】
複数のポリシリコン層４０は、第一トレンチ２３の絶縁層３０内面に、それぞれ結合する。導体層５０は、エピタキシャル層２０、第一トレンチ２３、第二トレンチ２４上端に結合する。これにより、導体層５０は、エピタキシャル層２０、第一トレンチ２３中の絶縁層３０とポリシリコン層４０頂点端、第二トレンチ２４中の絶縁層３０、ポリシリコン層４０頂点端とそれぞれ連結する。こうして、導体層５０は、陽極端を形成する。
【００１３】
本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００の第二実施例図である図２に示すように、ターミナル領域２２上には、エッチングし、複数の第二トレンチ２４を形成する。第二トレンチ２４間は、相互に配列して、関数曲線形状配列組合せ構造を形成する。図２に示すように、各第二トレンチ２４間は、深さが徐々に減っていく関数曲線形状であるが、第二トレンチ２４間の配列組合せ形状或いは構造は、第二トレンチ２４間の深度或いは幅の変化により制限されるものではない。
【００１４】
図３、図４、図５は、従来のショットキーダイオード、本考案第一、第二実施例のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００の電場分布実験図である。図３に示す第一デプレッション領域(Depletion region)A１、第一デプレッション領域境界線A２は、従来のショットキーダイオードのターミナル領域が、リバースバイアス時の電場分布状態を表し、第一デプレッション領域A１と第一デプレッション領域境界線A２とが、比較的平坦な曲線を形成することを示し、リバース漏電流値が比較的高く、しかもリバースバイアス値が比較的低いことが見て取れる。
【００１５】
これに対して、図４に示す第二デプレッション領域A３、及び第二デプレッション領域境界線A４、及び図５に示す第三デプレッション領域A５、及び第三デプレッション領域境界線A６は、図１、２に示す本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００の第一、及び第二実施例である。これらのリバースバイアス時の電場分布状態は、第二トレンチ２４自身の関数曲線形状配列、或いは各第二トレンチ２４間に形成する関数曲線配列組合せ形状と相同で、しかもターミナル領域２２中の第二デプレッション領域A３、第三デプレッション領域A５、及び第二デプレッション領域境界線A４と第三デプレッション領域境界線A６は、比較的険しい形状を呈し、リバースバイアス時に比較的低い漏電流値及び比較的高いリバースバイアス値の特性を備えることをそれぞれ示す。
【００１６】
さらに、図６、図７、図８は、従来のショットキーダイオード、本考案第一、及び第二実施例のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００の、リバースバイアス時の電子衝突電離中心実験図である。図６に示す第一インパクトブロックB１は、従来のショットキーダイオードのターミナル領域の、リバースバイアス時の電子衝撃遊離中心状態を表し、第一インパクトブロックB１形状と、図３に示す第一デプレッション領域境界線A２の形状が一致し、比較的平坦な曲線のブロックであることを示し、リバース漏電流値が比較的高く、しかもリバースバイアス値が比較的低いことが見て取れる。
【００１７】
対して、図７に示す第二インパクトブロックB２、及び図８に示す第三インパクトブロックB３は、図１、及び図２に示す本考案ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００の第一、及び第二実施例が、リバースバイアス時の電子衝撃電離中心状態である。しかも、図４に示す第二デプレッション領域境界線A４、及び図５に示す第三デプレッション領域境界線A６の形状が一致し、しかも下端が比較的険しいブロック形状を呈し、リバースバイアス時に比較的低い漏電流値及び比較的高いリバースバイアス値を備えることをそれぞれ示す。
【００１８】
さらに図９は、従来のショットキーダイオード、本考案第一実施例、及び第二実施例のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００のリバース漏電流、及びリバースバイアス値の実験曲線図である。第一曲線C１は、従来のショットキーダイオードのターミナル領域のリバース漏電流及びリバースバイアス値の曲線を示し、第二曲線C２は、図１に示す本考案のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００第一実施例のリバース漏電流及びリバースバイアス値の曲線を示し、第三曲線C３は、図２に示す本考案のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００第二実施例のリバース漏電流及びリバースバイアス値の曲線を示す。横軸は、電圧Vで、縦軸は電流Iである。第一曲線C１、第二曲線C２、第三曲線C３を比較すると、本考案のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００第一実施例及び第二実施例が、従来のショットキーダイオードのターミナル領域に比べ、比較的低いリバース漏電値及び比較的高いリバースバイアスの耐高圧値特性を備えることが、さらに明らかである。同時に、本考案のショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造１００が、特許文献１に開示する「ダブルマスクトレンチショットキー整流器及びその製造方法」の半導体ターミナル領域のトレンチ形成プロセスに比べシンプルで、しかも製造コストがより低いことは明らかである。
【００１９】
上記の本考案名称と内容は、本考案技術内容の説明に用いたのみで、本考案を限定するものではない。本考案の精神に基づく等価応用或いは部品（構造）の転換、置換、数量の増減はすべて、本考案の保護範囲に含むものとする。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本考案は実用新案登録の要件である新規性を備え、従来の同類製品に比べ十分な進歩を有し、実用性が高く、社会のニーズに合致しており、産業上の利用価値は非常に大きい。
【符号の説明】
【００２１】
１００  ショットキーダイオードのターミナル領域トレンチ構造
１０  半導体基層
２０  エピタキシャル層
２１  セル領域
２２  ターミナル領域
２３  第一トレンチ
２４  第二トレンチ
３０  絶縁層
４０  ポリシリコン層
５０  導体層
A１  第一デプレッション領域
A２  第一デプレッション領域境界線
A３  第二デプレッション領域
A４  第二デプレッション領域境界線
A５  第三デプレッション領域
A６  第三デプレッション領域境界線
B１  第一インパクトブロック
B２  第二インパクトブロック
B３  第三インパクトブロック
C１  第一曲線
C２  第二曲線
C３  第三曲線
V  電圧
I  電流
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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