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TD肖特基芯片关键技术及特点研究

摘要：肖特基芯片的研发需要应用较多的关键技术，需要提高芯片的设计水平，使其

能够表现出良好的性能。基于此，本文对TD肖特基芯片的特点，先从正向压降、工作频

率、反向耐压、双面结构及小型化封装等性能、结构方面进行分析；再进行TD肖特基芯

片的关键技术介绍；最后，从市场前景、产品竞争力、技术心得等方面对TD肖特基芯片

案例进行分析，确定TD肖特基芯片开发的重要意义。

关键词：肖特基芯片；芯片特点；关键技术

引言：TD肖特基芯片是我国自主研发的芯片，其中应用了大量的工艺技术，对芯片

的性能进行改进，使芯片具有节能、稳定等特点。在芯片设计过程中，需要对构建完善的

整流结构形式，通过对TD芯片的结构设计、调整，并结合版图及工艺流程设计开发，形

成具有半桥整流性能的TD肖特基芯片。同时，最终的产品需要注重芯片的性能与适用小

型化封装，使其具有创新性和竞争力。当前，国内所运用的新型肖特基芯片，主要通过进

口的方式获得，国家缺少自主技术研发。本文所述的芯片为TD肖特基芯片，属国内具有

自主专利产权的芯片，结构新颖、功耗低，且对外延技术的创新性进行了开发利用，通过

双面结构设计及工艺开发，使芯片性能得到了改善。另外，芯片同样独创了双面势垒区结

构，在同一晶圆面积上进行功能区集成，使晶圆的利用率得到了提升，较传统的双芯片并

排结构封装的产品降低了占位面积，较传统的双芯层叠结构封装的产品降低了封装难度，

提升了成品良率及可靠性。

1TD肖特基芯片的特点

1.1正向压降

TD肖特基芯片采用肖特基势垒结结构，因为肖特基势垒结正偏是的工作机制主要为

热电子发射为主，由于其势垒高度远低于PN结势垒高度，因此肖特基势垒结具有正向压

降低的优点。正向压降决定了芯片的整流、续流等导通能力，因此肖特基势垒结具有低导

通损耗的特性，使肖特基芯片能够发挥出更大的低功耗的优势，提高芯片的工作效率。TD

肖特基芯片构成半桥整流结构集成的肖特基芯片，具有上下双面势垒区结构，能够提升晶

圆的利用率,较传统肖特基芯片晶圆利用率提升50%以上；同时较普通肖特基芯片层叠双芯

构成的半桥产品，降低了芯片的厚度，使得其热特性更好；而较并排双芯构成的半桥产

品，降低了封装体的面积，使得其功率集成度获得提高。实测表明，在相同封装体面积的

情况下，TD肖特基芯片成品的饱和压降可以低30%以上，同等安规封装产品下，TD芯

片更能实现封装体的小型化，使其具有更广的使用范围。

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1.2工作频率

TD肖特基芯片属于多子半导体产品，开关工作过程中无少子存储效应，使得其反

向恢复时间极短，具有高速开关转换的特点，工作频率可以达到100GHz。工作频率决定

着芯片的响应水平，需要对芯片的工作频率属性引起重视，确保芯片高工作频率的稳定

性。同时开关损耗主要取决于开关转换速度，由于其的开关速度极快，因此TD肖特基芯

片具有低的开关损耗，更适用于高频高效率的应用场所。

1.3反向耐压

TD肖特基芯片的反向耐压，主要肖特基势垒结决定，由于肖特基势垒结较薄，导致

边缘曲率半径极小，形成边缘球面击穿效应，而边缘先击穿，导致反向击穿电压降低，而

TD肖特基芯片在势垒区边缘采用P型保护环设计，可以有效增加边缘曲率半径，改善边

缘曲面击穿效应，提高的反向击穿电压；同时采用场板结构，延展反向扩展的电势线，降

低电场集中问题，进一步提升反向击穿电压，保障芯片耐压性能的稳定性。

1.4小型化封装

传统肖特基芯片半桥封装，有两种方案，第一种是两个芯片并排封装在一个封装体

内，第二种是通过两颗芯片上下堆叠而成，由于第二种方式，虽然封装占位面积小，但对

封装控制能力要求高而难以实现高良率的生产，因此多采用第一种方式，封装工艺通用良

率高，但此种方式封装体占位面积大；随着小型化封装发展趋势的要求下，对降低封装难

度同时实现堆叠结构芯片的研发，成为设计公司的发展方向。TD肖特基芯片基于半桥整流

结构展开设计，形成纵向结构的整流结构，在很大程度上缩小了芯片的面积，使芯片能够

适应于小型化的封装的同时，也降低了封装难度提高封装良率。TD肖特基芯片属于小型化

的芯片，在性能方面可以替代进口芯片，使我国可以实现自主生产，提高芯片性能的稳定

性。

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1.5