[發(fā)明專利]一種基于Ga2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110645745.3
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113555448B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李京波;王小周;趙艷;齊紅基
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江芯科半導(dǎo)體有限公司
• 主分類號: H01L29/872
• 分類號: H01L29/872;H01L29/06;H01L21/329
• 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

本發(fā)明涉及一種基于Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;終端結(jié)構(gòu)的4H?SiC肖特基二極管及制作方法，包括：SiC外延層；有源區(qū)，位于所述SiC外延層的表層中；終端區(qū)，位于所述SiC外延層中且位于所述有源區(qū)的兩側(cè)，其中，所述終端區(qū)包括若干間隔排列的Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;終端結(jié)構(gòu)，所述Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;終端結(jié)構(gòu)與所述SiC外延層之間均形成pn結(jié)。該肖特基二極管中終端區(qū)采用Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;材料，Gasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;具有較高的擊穿場強，可以顯著降低4H?SiC肖特基二極管周邊區(qū)域的電場集中現(xiàn)象，降低器件的漏電流，提升器件可靠性，保證器件在正常的靜態(tài)特性下可以顯著提升反向耐壓能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)與制作領(lǐng)域，具體涉及一種基于Ga₂O₃終端結(jié)構(gòu)的4H-SiC肖特基二極管及制作方法。

背景技術(shù)

新一代半導(dǎo)體材料碳化硅(SiC)材料具有很多優(yōu)點，如禁帶寬度很大、臨界擊穿場強很高、熱導(dǎo)率很大、飽和電子漂移速度很高和介電常數(shù)很低。近年來隨著需求增長具有更高的工作頻率、更小的元胞尺寸和更低功耗的SiC肖特基二極管(SBD)的應(yīng)用范圍不斷擴大。SiC肖特基二極管的典型應(yīng)用包括整流電路、電源保護電路、電壓箝位電路等。此外，SiC肖特基二極管的反向恢復(fù)時間比快恢復(fù)二極管或超快恢復(fù)二極管還要小，正向恢復(fù)過程中也不會有明顯的電壓過沖，因而它是高頻電路、超高速開關(guān)電路的理想器件。

SiC肖特基二極管由于在結(jié)邊緣具有嚴(yán)重的不連續(xù)性，所以會在結(jié)的邊、角這些部位存在曲率，使得在半導(dǎo)體器件表面的電力線要比體內(nèi)的電力線密集很多，產(chǎn)生電場集邊效應(yīng)。所以在實際情況下，SiC肖特基二極管結(jié)的邊緣電場強度要比體內(nèi)高很多，導(dǎo)致器件發(fā)生提前擊穿，嚴(yán)重影響了SiC肖特基二極管的反向阻斷特性。

為了實現(xiàn)較高的應(yīng)用可靠性，需要對SiC肖特基二極管的金屬邊緣區(qū)域進行保護，以降低此處的電場集中現(xiàn)象。在常規(guī)穿通結(jié)構(gòu)的SiC功率肖特基二極管制作工藝中，采用P型SiC終端保護區(qū)對SiC肖特基二極管的金屬邊緣區(qū)域進行保護。然而，受實際工藝誤差，在高溫反偏、潮熱反偏等可靠性測試中，采用P型SiC終端保護區(qū)的SiC肖特基二極管的金屬邊緣區(qū)域的電場集中現(xiàn)象仍比較明顯，導(dǎo)致器件的漏電流增大，器件性能退化。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種基于Ga₂O₃終端結(jié)構(gòu)的4H-SiC肖特基二極管及制作方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明實施例提供了一種基于Ga₂O₃終端結(jié)構(gòu)的4H-SiC肖特基二極管，包括：

SiC外延層；

有源區(qū)，位于所述SiC外延層的表層中；

終端區(qū)，位于所述SiC外延層中且位于所述有源區(qū)的兩側(cè)，其中，所述終端區(qū)包括若干間隔排列的Ga₂O₃終端結(jié)構(gòu)，所述Ga₂O₃終端結(jié)構(gòu)與所述SiC外延層之間均形成pn結(jié)。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述SiC外延層的材料包括P型SiC，所述Ga₂O₃終端結(jié)構(gòu)的材料包括N型Ga₂O₃。

在本發(fā)明的一個實施例中，若干所述Ga₂O₃終端結(jié)構(gòu)均勻分布。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述Ga₂O₃終端結(jié)構(gòu)的厚度為0.5～1.5μm。