[發(fā)明專利]一種低成本碳化硅肖特基二極管芯片及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810915793.8
• 申請(qǐng)日: 2018-08-13
• 公開（公告）號(hào): CN109004023A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李東華;楊曉亮;宋迎新;單維剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南晶恒電子有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01L29/16
• 分類號(hào): H01L29/16;H01L21/329;H01L29/872
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 楊先凱

1.一種低成本碳化硅肖特基二極管芯片，其特征在于，包括背面層狀金屬電極、正面層狀金屬電極、襯底、外延層一、P型保護(hù)環(huán)、肖特基金屬層、環(huán)狀鈍化層以及環(huán)狀聚酰亞胺膜；

所述背面層狀金屬電極、襯底以及外延層一從下往上依次疊加，所述襯底的上表面上設(shè)置有外延層一，所述襯底的下表面上淀積設(shè)置有所述背面層狀金屬電極；

所述P型保護(hù)環(huán)設(shè)置在所述外延層一的上表面上，所述P型保護(hù)環(huán)位于所述外延層一的外部；

所述外延層一的且位于所述P型保護(hù)環(huán)的環(huán)內(nèi)的上表面上淀積設(shè)置有所述肖特基金屬層，所述肖特基金屬層與所述P型保護(hù)環(huán)的內(nèi)側(cè)向環(huán)面接觸；

所述環(huán)狀鈍化層設(shè)置在所述外延層一的上表面上且所述環(huán)狀鈍化層的下環(huán)狀表面的內(nèi)圈遮蓋所述P型保護(hù)環(huán)的上環(huán)狀表面的外圈；

所述正面層狀金屬電極覆蓋著所述肖特基金屬層的上表面以及所述P型保護(hù)環(huán)的上環(huán)狀表面的內(nèi)圈；

所述環(huán)狀聚酰亞胺膜覆蓋著所述正面層狀金屬電極與所述鈍化層的對(duì)接縫處。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅肖特基二極管芯片，其特征在于，所述正面層狀金屬電極為Al金屬層或Au金屬層。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅肖特基二極管芯片，其特征在于，所述背面層狀金屬電極包括從上到下依次疊加的歐姆接觸層、Ni金屬層與Ag金屬層，所述歐姆接觸層為金屬鎳層，厚度為200nm到300nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅肖特基二極管芯片，其特征在于，所述環(huán)狀鈍化層為二氧化硅層、氮化硅層或二氧化硅與氮化硅的混合物層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硅肖特基二極管芯片，其特征在于，所述肖特基金屬層為肖特基金屬鉬層。

6.一種權(quán)利要求1所述的一種低成本碳化硅肖特基二極管芯片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)N型碳化硅襯底上生長(zhǎng)外延層一與外延層二：襯底為N型碳化硅材料，在所述襯底的上表面上生長(zhǎng)出外延層一，然后再在所述外延層一的上表面上生長(zhǎng)出外延層二，完成后制得加工中間件；

所述外延層一的材質(zhì)為N型碳化硅材料，所述外延層二的材質(zhì)為P型碳化硅材料；

2)P型保護(hù)環(huán)：首先在所述外延層二的上表面上涂覆光刻膠，然后使用掩膜板光刻出與P型保護(hù)環(huán)尺寸相同的光刻膠環(huán)，然后將所述外延層二的未被光刻膠環(huán)所覆蓋的部分全部給刻蝕除去，僅留下被所述光刻膠環(huán)覆蓋的部分，然后去除光刻膠環(huán)，完成后制得P型保護(hù)環(huán)；

3)處理刻蝕后的表面：在步驟2)完成后制得的加工中間件的上表面處熱氧化出一層二氧化硅薄膜，然后使用氫氟酸溶液把二氧化硅薄膜腐蝕去除；

4)淀積鈍化層：在步驟3)完成后制得的加工中間件的上表面上淀積鈍化層，然后再先光刻再刻蝕所述鈍化層制得環(huán)狀鈍化層以刻蝕出用于制作肖特基結(jié)的窗口；

5)濺射肖特基金屬勢(shì)壘：向步驟4)制得的窗口中濺射肖特基金屬，然后在氮?dú)夂蜌錃夥諊羞M(jìn)行退火，退火后去除表面未反應(yīng)的肖特基金屬，形成肖特基金屬層；

6)淀積正面層狀金屬電極：在步驟5)的退火后制得的加工中間件的上表面上淀積金屬，然后再先光刻再刻蝕以將正面淀積金屬的外圍一圈刻蝕去掉露出環(huán)狀鈍化層，完成后形成正面層狀金屬電極；

7)淀積背面層狀金屬電極：在步驟6)完成后制得的加工中間件的背面上淀積金屬，形成背面層狀金屬電極；

8)涂覆聚酰亞胺膜：在步驟7)完成后制得的加工中間件的上表面上涂覆聚酰亞胺膜，完成后制得所述碳化硅肖特基二極管芯片。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳化硅肖特基二極管芯片的制備方法，其特征在于，步驟2)中，采用等離子刻蝕方法刻蝕外延層二,通入一定比例的O₂、SF₂以及C₄F氣體刻蝕外延層二。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的碳化硅肖特基二極管芯片的制備方法，其特征在于，步驟3)中，在800℃～1200℃下熱氧化出一層二氧化硅薄膜。