[發(fā)明專利]具有P型變摻雜基區(qū)的碳化硅基DSRD器件及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010713459.1
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN112038412B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯曉燕;周瑜;宋慶文;袁昊;何艷靜;張玉明
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L29/868
• 分類號: H01L29/868;H01L21/329;H01L29/06;H01L29/16
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

1.一種具有P型變摻雜基區(qū)的碳化硅基DSRD器件，其特征在于，包括襯底(1)、N+緩沖區(qū)(2)、P-基區(qū)(3)、P+緩沖區(qū)(4)、P+區(qū)(5)、SiO₂鈍化層(6)、陰極(7)和陽極(8)，其中，

所述襯底(1)、所述N+緩沖區(qū)(2)、所述P-基區(qū)(3)、所述P+緩沖區(qū)(4)和所述P+區(qū)(5)自下而上依次設(shè)置；

所述SiO₂鈍化層(6)覆蓋在所述P-基區(qū)(3)、所述P+緩沖區(qū)(4)和所述P+區(qū)(5)的外周，且所述SiO₂鈍化層(6)的上端覆蓋所述P-基區(qū)(3)上表面的一部分，所述SiO₂鈍化層(6)的下端覆蓋所述N+緩沖區(qū)(2)上表面未被所述P-基區(qū)(3)覆蓋的區(qū)域；

所述陰極(7)設(shè)置在所述襯底(1)的下表面；

所述陽極(8)設(shè)置在所述P+區(qū)(5)的上表面未被所述SiO₂鈍化層(6)覆蓋的區(qū)域，且所述陽極(8)與所述SiO₂鈍化層(6)接觸；

所述N+緩沖區(qū)(2)為N型SiC材料，摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3，摻雜離子為氮離子；

所述P-基區(qū)(3)為P型SiC材料，摻雜濃度為1×10¹⁵cm^-3至2×10¹⁶cm^-3且由上向下遞增，摻雜離子為鋁離子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有P型變摻雜基區(qū)的碳化硅基DSRD器件，其特征在于，所述P+緩沖區(qū)(4)為P型SiC材料，摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3，摻雜離子為鋁離子。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有P型變摻雜基區(qū)的碳化硅基DSRD器件，其特征在于，所述P+區(qū)(5)為P型SiC材料，摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3，摻雜離子為鋁離子。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有P型變摻雜基區(qū)的碳化硅基DSRD器件，其特征在于，所述陰極(7)與所述襯底(1)的界面為歐姆接觸，所述陽極(8)與所述P+區(qū)(5)的界面為歐姆接觸。

5.一種具有P型變摻雜基區(qū)的碳化硅基DSRD器件的制備方法，其特征在于，用于制備權(quán)利要求1至4中任一項所述的碳化硅基DSRD器件，所述方法包括：

在襯底上依次形成N+緩沖區(qū)、P-基區(qū)、P+緩沖區(qū)和P+區(qū)；

將所述P-基區(qū)、所述P+緩沖區(qū)和所述P+區(qū)的邊緣刻蝕掉以形成位于所述N+緩沖區(qū)上表面的臺階；

在所述臺階上形成SiO₂鈍化層，且所述SiO₂鈍化層的上端覆蓋所述P-基區(qū)上表面；

在位于所述P-基區(qū)上表面的SiO₂鈍化層上刻蝕得到歐姆接觸窗口；

在所述襯底的下表面淀積Ni金屬，形成陰極；

在所述歐姆接觸窗口處淀積Ni/Ti/Al金屬層，形成陽極。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有P型變摻雜基區(qū)的碳化硅基DSRD器件的制備方法，其特征在于，在襯底上依次形成N+緩沖區(qū)、P-基區(qū)、P+緩沖區(qū)和P+區(qū)，包括：

選取厚度為350μm，摻雜濃度為5×10¹⁸cm^-3的SiC進(jìn)行RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗，作為襯底；

在所述襯底上依次外延生長N+緩沖區(qū)、P-基區(qū)、P+緩沖區(qū)和P+區(qū)，其中，所述N+緩沖區(qū)的厚度為1μm，摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3；所述P-基區(qū)的厚度為6μm，摻雜濃度由下往上遞減，為2×10¹⁶cm^-3至1×10¹⁵cm^-3；所述P+緩沖區(qū)的厚度為2μm，摻雜濃度為1×10¹⁷cm^-3；所述P+區(qū)的厚度為1μm，摻雜濃度為1×10¹⁹cm^-3。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的具有P型變摻雜基區(qū)的碳化硅基DSRD器件的制備方法，其特征在于，在所述歐姆接觸窗口處淀積Ni/Ti/Al金屬層，形成陽極，包括：

在所述SiO₂鈍化層的表面及所述歐姆接觸窗口中裸露的所述P+區(qū)的表面淀積Ni/Ti/Al金屬層；

腐蝕掉所述SiO₂鈍化層表面的Ni/Ti/Al金屬層，保留所述歐姆接觸窗口中的Ni/Ti/Al金屬層，形成陽極；

退火以在所述P+區(qū)與所述陽極之間形成P型歐姆接觸。