[實用新型]肖特基器件

有效

• 申請號: 201721146188.6
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN207303114U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 周永昌;張永杰;陳偉鈿
• 申請（專利權）人: 華智科技（國際）有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06
• 代理公司: 深圳市中聯專利代理有限公司44274
• 代理人: 郭翠霞

技術領域

本實用新型涉及半導體器件，尤其涉及肖特基器件。

背景技術

肖特基器件包括在半導體層與金屬層之間形成的肖特基結。肖特基器件的特點在于，與通常的PN結二極管相比，具有更低的正向電壓降和更快的開關動作。然而，肖特基器件的不利之處在于，在反向偏壓下的高泄漏電流和低擊穿電壓。已經提出了在n型漂移層中引入p型摻雜區(已知為結勢壘肖特基二極管)。在反向偏壓下，結勢壘肖特基二極管表現為PIN二極管，從而屏蔽肖特基結，以期望改善漏電和擊穿電壓。具有這樣結構設計的肖特基二極管的性能改善對于許多應用而言仍然是不能令人滿意的。

碳化硅(SiC)是一種寬帶半導體材料，禁帶寬帶在2.35eV與3.28eV之間。SiC基半導體在熱、化學以及機械性能方面都表現穩定，適用于需要高功率、高速、高溫的應用。

然而，將硅基器件的制造工藝用于SiC基器件時，由于它們材料特性的不同，存在局限性。例如，對于硅基工藝，通常利用離子注入形成最初的摻雜輪廓(profile)。最初的摻雜輪廓并不平滑，需要熱退火來促進摻雜劑的再擴散以形成期望的輪廓。然而，這對于SiC材料而言并不有效，因為在熱退火期間，在SiC材料中幾乎不存在摻雜劑再擴散。摻雜輪廓破碎并且形成脆弱點，這會增加泄漏電流。

實用新型內容

本實用新型的示例性實施例通過提供具有新穎結構的肖特基器件，解決了一個或多個如上所述的問題。

示例性實施例提供了一種肖特基器件。該肖特基器件包括第一導電類型的碳化硅SiC基底、漂移層、槽、與第一導電類型相反的第二導電類型的勢壘層、導電材料、第一電極、和第二電極。漂移層由SiC形成且位于SiC基底上。漂移層具有第一導電類型。漂移層的雜質濃度低于SiC基底的雜質濃度。漂移層具有頂表面和底表面，底表面接觸SiC基底。槽從漂移層的頂表面朝向SiC基底延伸。勢壘層接觸漂移層并且覆蓋槽的側壁和底壁。導電材料至少部分地填充槽并且接觸勢壘層。第一電極位于漂移層的頂表面上。第一電極與漂移層形成肖特基結，與勢壘層和導電材料形成低阻接觸。第二電極與SiC基底形成歐姆接觸。在一示例性實施例中，勢壘層包括具有第一雜質濃度的緩沖結勢壘(JB)亞層和具有第二雜質濃度的JB層，第一雜質濃度低于所述第二雜質濃度。

示例性實施例還包括一種肖特基器件。該肖特基器件包括SiC基底、漂移層、槽、JB區、緩沖JB亞區、導電或半導電材料、第一金屬層、第二金屬層。SiC基底是第一導電類型，具有第一表面和第二表面。漂移層是第一導電類型，具有頂表面和底表面。漂移層由SiC形成且設置在SiC基底上，底表面接觸SiC基底的第一表面。漂移層的雜質濃度低于SiC基底的雜質濃度。槽形成在漂移層中并且從漂移層的頂表面朝向SiC基底延伸。JB區具有與第一導電類型相反的第二導電類型。JB區從漂移層的頂表面朝向SiC基底延伸并且包圍槽。緩沖JB亞區具有第二導電類型。緩沖JB亞區從漂移層的頂表面朝向SiC基底延伸。緩沖JB亞區包圍JB區，具有橫向包圍尺寸和底部包圍尺寸，橫向包圍尺寸能獨立于底部包圍尺寸被調整。導電材料或半導電材料至少部分地填充槽并且接觸JB區。第一金屬層設置在漂移層的頂表面上。第一金屬層與漂移層形成肖特基結，與JB區和導電材料或半導電材料形成低阻接觸。第二金屬層接觸SiC基底的第二表面以與SiC基底形成歐姆接觸。

示例性實施例進一步還包括一種肖特基器件。該肖特基器件包括第一導電類型的SiC基底、漂移層、JB區、緩沖JB亞區、陽極、陰極。漂移層由SiC形成且為第一導電類型。漂移層外延生長在SiC基底上。漂移層包括頂表面和底表面。JB區為第二導電類型。JB區具有第一雜質濃度并且利用離子注入而非雜質擴散而形成。JB區從漂移層的頂表面朝向SiC基底延伸。緩沖JB亞區為第二導電類型。緩沖JB亞區具有第二雜質濃度并且利用離子注入而非雜質擴散而形成。緩沖JB亞區從漂移層的頂表面朝向SiC基底延伸。緩沖JB亞區包圍JB區，具有橫向包圍尺寸和底部包圍尺寸，橫向包圍尺寸能獨立于底部包圍尺寸被調整并且小于底部包圍尺寸。第一雜質濃度大于第二雜質濃度。陽極設置在漂移層的頂表面上。陽極與漂移層形成肖特基結，與JB區形成低阻接觸。陰極與SiC基底形成歐姆接觸。

根據本實用新型的示例性實施例實現了具有改善性能的肖特基器件，諸如降低的漏電和增加的擊穿電壓。例如，一示例性實施例展示了這樣的肖特基器件，其漏電是相應常規肖特基器件漏電的大約五分之一。與常規肖特基器件相比，根據本實用新型的示例性實施例的肖特基器件具有更廣闊和更好的應用前景。

附圖說明