[發(fā)明專利]SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110380662.2
• 申請(qǐng)日: 2011-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN102437201A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白云;申華軍;湯益丹;李博;周靜濤;楊成樾;劉煥明;劉新宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L29/872
• 分類號(hào): H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329;H01L21/265
• 代理公司: 北京市德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉麗君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有結(jié)終端延伸結(jié)構(gòu)的SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管及其制作方法。

背景技術(shù)

碳化硅材料具有優(yōu)良的物理和電學(xué)特性，以其寬的禁帶寬度、高的熱導(dǎo)率、大的飽和漂移速度和高的臨界擊穿電場(chǎng)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，成為制作高功率、高頻、耐高溫、抗輻射器件的理想半導(dǎo)體材料，在軍事和民事方面具有廣闊的應(yīng)用前景。以SiC材料制備的電力電子器件已成為目前半導(dǎo)體領(lǐng)域的熱點(diǎn)器件和前沿研究領(lǐng)域之一。

在SiC的二極管中，結(jié)勢(shì)壘肖特基結(jié)構(gòu)(JBS)，是將肖特基和PiN結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起的一種器件結(jié)構(gòu)，通過pn結(jié)勢(shì)壘排除隧穿電流對(duì)最高阻斷電壓的限制，結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)，在高速、高耐壓的SiC二極管領(lǐng)域具有很大的優(yōu)勢(shì)。由于器件的擊穿電壓在很大程度上取決于結(jié)曲率引起的邊緣強(qiáng)電場(chǎng)，因此為了獲得良好阻斷能力的器件，降低結(jié)邊緣電場(chǎng)，提高器件的實(shí)際擊穿電場(chǎng)，各種結(jié)終端技術(shù)用于SiC電力電子器件的制備中。主要包括場(chǎng)板(FP)、場(chǎng)限環(huán)(FLR)、結(jié)終端延伸(JTE)等結(jié)構(gòu)。其中，結(jié)終端延伸結(jié)構(gòu)(JTE)在SiC電力電子器件結(jié)構(gòu)中具有非常廣泛的應(yīng)用。

在制備具有結(jié)終端延伸結(jié)構(gòu)的SiC?JBS器件時(shí)，為了使肖特基金屬下的各pn結(jié)勢(shì)壘更好地夾斷肖特基勢(shì)壘的反向漏電流，其P區(qū)濃度一般為10¹⁸cm^-3數(shù)量級(jí)，標(biāo)記為P⁺區(qū)；而對(duì)于P型結(jié)終端延伸區(qū)域，其濃度存在一個(gè)優(yōu)化值，該優(yōu)值濃度與N^--SiC漂移層的濃度有關(guān)，一般為10¹⁷cm^-3數(shù)量級(jí)，標(biāo)記為P^-區(qū)。通常，為了制備具有結(jié)終端延伸結(jié)構(gòu)的SiC?JBS器件，需要在制備工藝中進(jìn)行兩次不同總劑量的Al離子注入，用來分別形成具有不同濃度的P⁺區(qū)和P^-區(qū)，其工藝復(fù)雜度較高，不僅其工藝成本較高，也在工藝中增加了引入不利影響因素的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種降低器件制作工藝的復(fù)雜度，同時(shí)有利于降低制作工藝成本的SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管及其制作方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管包括：

肖特基金屬下的P型區(qū)，所述肖特基金屬下的P型區(qū)分別由P⁺-SiC和P^--SiC兩個(gè)區(qū)域構(gòu)成；所述SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管的結(jié)終端延伸區(qū)域由P^--SiC區(qū)構(gòu)成。

本發(fā)明還提供一種SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管的制作方法包括：

步驟10、在N⁺-SiC襯底正面生長(zhǎng)N^--SiC外延層；

步驟20、在所述N^--SiC外延層上的JTE區(qū)域淀積SiO₂；

步驟30、在所述N^--SiC外延層上制作Ti/Ni金屬離子注入阻擋層；

步驟40、形成從表面到體內(nèi)依次分布的P⁺-SiC和P^--SiC區(qū)；

步驟50、在所述N⁺-SiC襯底背面制作歐姆接觸；

步驟60、在已制備P⁺-SiC區(qū)和P^--SiC區(qū)的N^--SiC外延層上淀積SiO₂作為鈍化層；

步驟70、腐蝕SiO₂開孔后，生長(zhǎng)Ni金屬作為肖特基接觸。

本發(fā)明提供的SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管的制作方法，由于采用一次Al離子注入工藝形成P⁺-SiC區(qū)和P^--SiC區(qū)，降低了工藝的復(fù)雜度，減小了兩次或多次Al離子注入工藝引入不利影響因素的可能性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管剖面圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的SiC結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管制作方法流程圖。

具體實(shí)施方式