[發明專利]一種抗浪涌能力增強型的4H-SiC肖特基二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 201811063584.1
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109449085A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 邵錦文;侯同曉;孫致祥;賈仁需;元磊;張秋潔;劉學松
• 申請（專利權）人: 秦皇島京河科學技術研究院有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L29/872
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種抗浪涌能力增強型的4H?SiC肖特基二極管及其制備方法，制備方法包括以下步驟：在4H?SiC襯底上面生長4H?SiC漂移層；在4H?SiC漂移層內形成P型金剛石外延層以及P型金剛石終端保護區；在P型金剛石外延層、P型金剛石終端保護區以及4H?SiC漂移層表面形成第一鈍化層；在4H?SiC襯底下面形成歐姆接觸金屬層；刻蝕部分第一鈍化層直到漏出4H?SiC漂移層，在漏出的4H?SiC漂移層表面形成肖特基接觸金屬層；在肖特基接觸金屬層上形成第一接觸層，在歐姆接觸金屬層下面形成第二接觸層；在部分第一接觸層、部分第一鈍化層以及部分肖特基接觸金屬層上形成第二鈍化層，以完成4H?SiC肖特基二極管的制備。通過這種制備方法，可以保證器件在正常的靜態特性下可以顯著提升抗浪涌能力。

技術領域

本發明屬于半導體器件領域，特別涉及一種抗浪涌能力增強型的4H-SiC肖特基二極管及其制備方法。

背景技術

SiC材料禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和漂移速度和熱導率大，這些材料優越性能使其成為制作高功率、高頻、耐高溫、抗輻射器件的理想材料。碳化硅肖特基二極管具有擊穿電壓高、電流密度大、工作頻率高等一系列優點，因此發展前景非常廣泛。目前碳化硅肖特基二極管面臨的主要問題之一就是提高器件的抗浪涌性能，使其具備高可靠性應用能力。

為了實現較高的抗浪涌特性，從器件技術角度，需要P型4H-SiC注入區和Ti肖特基接觸金屬層能夠形成良好的歐姆特性。請參見圖1，圖1為現有技術的一種4H-SiC肖特基二極管的截面結構示意圖，其中，11為Ag接觸層；12為Ni歐姆接觸金屬層；13為N型4H-SiC襯底；14為N型4H-SiC漂移層；15為Ti肖特基接觸金屬層；16為Al接觸層；17為SiO₂鈍化層；18為P型4H-SiC注入區；19為P型4H-SiC終端保護區；20為聚酰亞胺保護層。然而，在常規傳統結構的4H-SiC功率肖特基二極管制作工藝中，由于肖特基金屬快速退火溫度較低，上述歐姆特性無法形成或比接觸電阻率較大，無法實現有效的少子注入效應。若提高提高退火溫度，又會使肖特區的勢壘高度降低，導致器件的漏電流增大，器件反向性能惡化。

發明內容

因此，為解決現有技術存在的技術缺陷和不足，本發明提出一種抗浪涌能力增強型的4H-SiC肖特基二極管的制備方法。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明的一個實施例提供了一種抗浪涌能力增強型的4H-SiC肖特基二極管的制備方法，包括以下步驟：

在4H-SiC襯底上面形成4H-SiC漂移層；

在所述4H-SiC漂移層內形成P型金剛石外延層以及P型金剛石終端保護區；

在所述P型金剛石外延層、所述P型金剛石終端保護區以及所述4H-SiC漂移層表面形成第一鈍化層；

在所述4H-SiC襯底下面形成歐姆接觸金屬層；

刻蝕部分所述第一鈍化層直到漏出所述4H-SiC漂移層，在漏出的所述4H-SiC漂移層表面形成肖特基接觸金屬層；

在所述肖特基接觸金屬層上形成第一接觸層；

在所述歐姆接觸金屬層下面形成第二接觸層；

在部分所述第一接觸層、部分所述第一鈍化層以及部分所述肖特基接觸金屬層上形成第二鈍化層，以完成4H-SiC肖特基二極管的制備。

在本發明的一個實施例中，在4H-SiC襯底上面形成4H-SiC漂移層，包括：

在所述4H-SiC襯底上面形成厚度為10～30μm、摻雜離子為N離子、摻雜濃度為5×10¹⁴cm^-3～1×10¹⁶cm^-3的N型所述4H-SiC漂移層。