[發(fā)明專利]4H-SiC浮結(jié)結(jié)勢壘肖特基二極管及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410333652.7
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN105280723A
• 公開（公告）日: 2016-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹琳
• 申請（專利權(quán)）人: 西安永電電氣有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

1.一種4H-SiC浮結(jié)結(jié)勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、提供4H-SiC襯底；

S2、采用低壓熱壁化學(xué)氣相淀積法在襯底上生長第一4H-SiC外延層；

S3、沉積一定厚度SiO₂掩膜并光刻出刻蝕窗口，并按照刻蝕窗口對第一4H-SiC外延層進(jìn)行刻蝕，形成浮結(jié)區(qū)域；

S4、采用低壓熱壁化學(xué)氣相淀積法進(jìn)行4H-SiC同質(zhì)外延生長，在浮結(jié)區(qū)域內(nèi)形成浮結(jié)層；

S5、采用化學(xué)機(jī)械拋光法將浮結(jié)區(qū)域外同質(zhì)外延生長的4H-SiC和SiO₂掩膜去除；

S6、采用低壓熱壁化學(xué)氣相淀積法在第一4H-SiC外延層和浮結(jié)層上生長第二4H-SiC外延層；

S7、在第二4H-SiC外延層上采用離子注入形成結(jié)勢壘區(qū)、結(jié)終端擴(kuò)展及場限環(huán)；

S8、利用化學(xué)氣相淀積法淀積一定厚度的SiO₂并光刻形成場板，場板中間形成肖特基接觸窗口；

S9、在襯底背面淀積金屬并退火形成歐姆接觸的陰極，光刻肖特基接觸窗口并淀積形成肖特基接觸的陽極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述浮結(jié)層包括位于結(jié)勢壘區(qū)下方的浮結(jié)層有源區(qū)、以及位于結(jié)終端擴(kuò)展和場限環(huán)下方的浮結(jié)層終端區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述浮結(jié)層在浮結(jié)層有源區(qū)內(nèi)為條狀浮結(jié)或點(diǎn)狀浮結(jié)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2和S6中，第一4H-SiC外延層和第二4H-SiC外延層的生長條件為：高純H₂作為載氣，硅烷及丙烷作為Si和C源在1600℃下進(jìn)行同質(zhì)外延生長，N₂作為施主摻雜劑，摻雜濃度N_D＝2.5×10¹⁶/cm^-3。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述第一4H-SiC外延層的厚度大于第二4H-SiC外延層的厚度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中4H-SiC同質(zhì)外延的生長條件為：高純H₂作為載氣，硅烷及丙烷作為Si和C源在1600℃下進(jìn)行同質(zhì)外延生長，三甲基鋁為受主摻雜劑，摻雜濃度N_A＝1×10¹⁸/cm^-3。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S7中離子注入采用Al⁺離子按不同能量及計(jì)量多次注入，注入溫度為500℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S7中離子注入后還包括：高溫退火去除高能離子注入過程中產(chǎn)生的缺陷并激活注入離子，退火條件為Ar氣氛下1600℃退火10分鐘。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S9中退火條件為1000℃下氮?dú)猸h(huán)境退火3分鐘。

10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1～9中任一項(xiàng)制備方法制備得到的4H-SiC浮結(jié)結(jié)勢壘肖特基二極管，其特征在于，所述4H-SiC浮結(jié)結(jié)勢壘肖特基二極管包括：

4H-SiC襯底；

位于襯底上的第一4H-SiC外延層，第一4H-SiC外延層上方形成有浮結(jié)層；

位于第一4H-SiC外延層和浮結(jié)層上的第二4H-SiC外延層；

位于第二4H-SiC外延層上的結(jié)勢壘區(qū)、結(jié)終端擴(kuò)展及場限環(huán)；

位于結(jié)終端擴(kuò)展和場限環(huán)上方的SiO₂層、以及位于部分SiO₂層上的場板，場板中間形成肖特基接觸窗口；

位于襯底背面的歐姆接觸的陰極、以及位于肖特基接觸窗口內(nèi)肖特基接觸的陽極。