功率肖特基二极管
SBD（Schottky Barrier Diode）：普通肖特基势垒二极管
JBS（Junction Barrier Controlled Shottky）结势垒肖特基二极管
MPS（Merged Pin and Schottky，）肖特基与pin并联二极管
TOPS（Trench Oxide Pin Schottky）沟槽氧化物pin-肖特基二极管
SJ-SBD：肖特基-超结二极管
1、结构类型与制作工艺要点
1.1结构类型
图1 SBD和JBS基本结构
图2 MPS、TOPS和SFD基本结构
MPS结构与JBS结构很相似。其反向击穿与JBS相同，只是在低电流密度下，pin 二极管不导通，但在较高的电流密度下，p区向n-漂移区注入空穴，会产生电导调制效应，所以能降低正向压降，并允许很大的电流流过金属-半导体接触。
TOPS二极管结构是在n外延层上先选择性刻蚀出深沟槽，然后在沟槽底部通过离子注入形成p区，最后用二氧化硅和多晶硅依次填充沟槽。与MPS结构相比，该结构可以使靠近阳极侧的空穴浓度进一步降低。
SFD结构是通过用Al-Si替代Al电极在p区之间的n-漂移区表面形成一个极薄的p-区，以控制浅p-n结注入效率，并保护肖特基结。Al-Si/Si接触在500～550℃退火后形成的势垒高度为0.89～0.79eV，这与Pt / Si的势垒高度相近，比纯Al势垒高度更高，从而实现高耐压和低漏电流，并获得比普通pin二极管更快、更软的反向恢复特性。
SJ-SBD二极管结构是利用自对准工艺在轻掺杂上的p或n区上形成硅化物肖特基结，在重掺杂的p+或n+区形成欧姆接触。由于超结能提高二极管的反向击穿能力，肖特基可降低其正向压降。所以，采用SJ-SBD结构，可以实现高击穿电压和低漏电流，并提高通流能力，克服功率肖特基二极管的不足。图3所示为半超结-肖特基二极管结构，其中增加了n缓冲层与p缓冲层，可进一步增强JBS电场屏蔽作用， 减小漏电流，并改善反向恢复特性。
图3 超结肖特基二极管基本结构
1.2制作工艺要点
硅化物有很稳定的功函数WF，故形成的肖特基二极管有较好的稳定性和重复性。
为了降低功耗，可采用低势垒高度的金属。当环境温度较高时，为了抑制漏电流，需采用高势垒的金属。
图4 N型硅常见金属及金属硅化物肖特基势垒高度
2、工作原理与I-U特性
图5 SBD正向特性曲线及比较
由于在肖特基接触边缘处空间电荷区弯曲所引起的电场强度较为集中，使其击穿电压被限制在100V以下。对于JBS二极管，通过在肖特基结处增加pn结，利用反偏pn结空间电荷区的扩展宽度来屏蔽肖特基结，可将击穿电压提高到200V以上。在正偏时，pn结不导通，即p区不会向n-漂移区注入空穴，所以，JBS的导通与普通功率SBD相同，只是利用反偏pn结的势垒来提高击穿电压。
MPS二极管正偏时，若正向电压UA>0.45V时，则肖特基结开通，p区之间的沟道中有较低的正向电流；当 UA>0.6V时，pn结开通，当注入到n-漂移区的非平衡载流子浓度远高于衬底掺杂浓度时，会产生电导调制效应。当UA>0.9V以后，漂移区的载流子浓度变化很慢，而沟道区和肖特基势垒区的载流子浓度变化很快。
3、静态特性
3.1导通特性
功率SBD的正向压降随温度升高而降低，即具有负的温度系数。这虽然有利于降低功耗，但会引起器件内部电流集中。
图6 功率肖特基二极管正向导通特性曲线
图6a显示，正向压降随势垒高度升高而增大，随温度升高而降低。由图6b显示，饱和电流密度随势垒高度升高而快速下降，随温度升高而明显增加。图6c显示，对于击穿电压为50V的器件，在一定电流密度下，正向压降随势垒高度升高成正比增加，这说明降低势垒高度可降低正向压降。图6d显示，当势垒高度Ubi为0.7V时，击穿电压UBR不同，功率SBD的通态特性差异很大。在100A/cm2额定电流密度下，UBR为50V器件，正向压降很低；当UBR超过100V时，由于RDP显著增大，正向压降也随之增加。故在开关电源电路中，通常要求功率SBD工作在100V以下。
3.2反向击穿特性
图7 功率肖特基二极管反向击穿特性