[發明專利]用于制造寬帶隙結勢壘肖特基二極管的方法

有效

• 申請號: 201580066943.7
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN107251230B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: R.米納米薩瓦;M.拉希莫
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/16;H01L29/40;H01L21/329;H01L29/872;H01L29/20;H01L29/45;H01L29/47
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;李強

提供了一種用于制造具有陽極側(10)和陰極側(15)的寬帶隙結勢壘肖特基二極管(1)的方法，其中(n+)摻雜的陰極層(2)布置在陰極側(15)上，至少一個p摻雜的陽極層(3)布置在陽極側(10)上，(n?)摻雜的漂移層(4)布置在陰極層(2)和該至少一個陽極層(3)之間，該漂移層(4)延伸至陽極側(10)，其中執行以下制造步驟：a)提供(n+)摻雜的寬帶隙基底(100)，b)在陰極層(2)上產生漂移層(4)，c)在漂移層(4)上產生該至少一個陽極層(3)，d)在陽極側(10)上將第一金屬層(5)施加到漂移層(4)的頂部上以形成肖特基接觸(55)，其特征在于，e)在至少一個陽極層(3)的頂部上產生第二金屬層(6)，其中在產生第一金屬層(5)和第二金屬層(6)之后，該至少一個陽極層(3)的頂部上的金屬層具有第二厚度(64)，且漂移層(4)的頂部上的金屬層具有第一厚度(54)，其中第二厚度(64)小于第一厚度(54)，f)然后在第一溫度下執行第一加熱步驟(63)，由此，由于第二厚度(64)小于第一厚度(54)，故在第二金屬層(6)和該至少一個陽極層(3)之間的界面處形成歐姆接觸(65)，其中執行第一加熱步驟(63)，使得第一金屬層(5)下方的溫度保持低于用于形成歐姆接觸的溫度。

技術領域

本發明涉及功率電子器件的領域，且更具體而言涉及一種根據權利要求1的前序部分的用于制造結勢壘肖特基二極管的方法。

背景技術

碳化硅(SiC)代表有前景的半導體材料，其允許比已知硅裝置更高功率的裝置和更高頻率的應用。然而，需要不同的制造過程以用于在碳化硅基底中產生摻雜層和用于形成電接觸。

現有技術的結勢壘肖特基(JBS)二極管包括陰極電極，以下的層布置在其上：n摻雜的陰極層、較低n-摻雜的漂移層、較高p+摻雜的陽極層。所有摻雜層形成為摻雜的碳化硅層。陽極層與陽極電極接觸，其因此與陽極層形成歐姆接觸。陽極電極在裝置的整個表面上形成為連續金屬層。漂移層延伸至碳化硅的表面。該層與陽極電極具有肖特基接觸。

因此，在裝置的陽極側上，肖特基金屬接觸沉積在與陽極層的緊鄰肖特基結的p+注入物相關聯的SiC漂移層的頂部上，使得其耗盡區域在反向偏壓下產生勢壘，以保護肖特基結免受高電場，因此減少漏電流。

現有技術的SiC結勢壘肖特基二極管的陽極電極通過將金屬層(通常是Ti)在SiCn型輕摻雜的漂移層和p+注入物的頂部上沉積來形成。該金屬層然后在低于700℃的最高溫度下退火，以便避免肖特基接觸的退化或甚至在肖特基區域中形成歐姆接觸，因為在SiC中，歐姆接觸的形成發生在高于1000℃。

然而，此低溫度范圍不足以與p+陽極層形成歐姆接觸，即使其高摻雜。

盡管歐姆接觸形成可使用額外的沉積、退火和光刻步驟來執行，以便首先在高溫度下形成歐姆接觸，隨后在低溫度下形成肖特基接觸，但這將增加成本，且導電的肖特基接觸由于在產生歐姆接觸之后缺少專用作肖特基接觸區域的區域的有效選擇性清潔而不可避免地受損，因為此清潔(通常是濕式清潔)也影響歐姆接觸。

在US 8450196 B2中，描述了一種制造方法，其中在SiC基底上，在基底的整個表面上形成連續的金屬層(產生肖特基接觸)。隨后，施加了具有開口的掩模，且穿過掩模來照射金屬層。結果，在掩模具有開口之處的此位置處，高溫度可施加至金屬層，這將肖特基接觸轉變成歐姆接觸，使得肖特基接觸和歐姆接觸交替。然而，該方法由于限定歐姆接觸的最小尺寸的熱束的直徑而導致了較差的準確性和分辨率，且由于金屬層中的熱擴散，故熱分布到束的側向側，使得歐姆接觸和肖特基接觸之間的界面變得模糊。

JP 2011165660 A描述了一種用于產生肖特基勢壘二極管的方法。30 nm鈦和100nm鎳層沉積在p陽極區域上。由鉬制成的厚金屬層沉積在p陽極區域之間，其還覆蓋Ti/Ni金屬層，因此在陽極側上形成公共平坦表面?，F在，所有金屬層在高溫度下同時處理。由于不同金屬的使用，故歐姆連結層由Ti/Ni層形成，且肖特基勢壘層由鉬層形成。