[發明專利]一種具有臺階結構的碳化硅功率器件及其制備方法

有效

• 申請號: 201711461770.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108281491B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 楊嘯威;葉念慈;劉成
• 申請（專利權）人: 廈門市三安集成電路有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

1.一種具有臺階結構的碳化硅功率器件，所述碳化硅功率器件由下至上包括歐姆接觸電極、N⁺SiC襯底層、N^-SiC外延層及肖特基接觸電極，其特征在于：還包括間隔排列的若干P型結終端，所述P型結終端由P型氧化物形成；所述肖特基接觸電極設于所述N^-SiC外延層的中央，所述P型結終端為封閉環結構并依次繞設于所述肖特基接觸電極外圍；所述N^-SiC外延層上表面的邊緣低于中央形成環形臺階，所述P型結終端分布于所述N^-SiC外延層環形臺階的高低兩個臺階面上并與N^-SiC外延層形成PN異質結。

2.根據權利要求1所述的具有臺階結構的碳化硅功率器件，其特征在于：所述臺階結構的高度落差為0.5～2μm。

3.根據權利要求1所述的具有臺階結構的碳化硅功率器件，其特征在于：所述P型氧化物是P型NiO，SnO、Cu₂O、CuAlO₂、CuInO₂、CuGaO₂，SuCu₂O₂、CuScO₂中的至少一種。

4.根據權利要求1所述的具有臺階結構的碳化硅功率器件，其特征在于：所述N^-SiC外延層和肖特基接觸電極之間還設有若干P型結構，所述P型結構為條形且平行間隔排列，所述P型結構與所述P型結終端由相同材料形成。

5.根據權利要求1所述的具有臺階結構的碳化硅功率器件，其特征在于：所述N^-SiC外延層和肖特基接觸電極之間還設有P型層，所述P型層隔離所述N^-SiC外延層和肖特基接觸電極，所述P型層與所述P型結終端由相同材料形成。

6.根據權利要求4或5所述的具有臺階結構的碳化硅功率器件，其特征在于：所述^-SiC外延層環形臺階的高低兩個臺階面上分別設有溝槽，所述P型結終端一一對應的形成于溝槽之內。

7.根據權利要求1所述的具有臺階結構的碳化硅功率器件，其特征在于：還包括一鈍化層，所述鈍化層設置于所述N^-SiC外延層之上并覆蓋所述肖特基接觸電極之外的區域以及所述P型結終端。

8.根據權利要求7所述的具有臺階結構的碳化硅功率器件，其特征在于：所述鈍化層是SiN_x、SiO₂、Al₂O₃、AlN的一種或其組合，其中x大于0小于1。

9.一種如權利要求1～8任一項所述的具有臺階結構的碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)提供一碳化硅外延結構，包括層疊的N⁺SiC襯底層及N^-SiC外延層；

(2)于N^-SiC外延層上沉積金屬掩膜，形成臺階面的圖形化刻蝕窗口，然后通過干法蝕刻形成環形臺階，并剝離金屬掩膜；

(3)于N^-SiC外延層表面沉積P型氧化物薄膜，通過干法蝕刻定義所述P型氧化物薄膜以形成P型結終端；

(4)于碳化硅外延結構兩側分別制作肖特基接觸電極和歐姆接觸電極。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述P型氧化物薄膜通過磁控濺射形成，磁控濺射具體條件為：本底真空低于7.0×10^-4Pa，濺射氣體為氬氣和氧氣的混合氣體且氬氣和氧氣的氣流比為4～6:1，生長壓強為0.5～2Pa，濺射功率為30～80W，襯底溫度為室溫。