[發明專利]碳化硅結勢壘肖特基二極管及其制備方法

在審

• 申請號: 202210373341.8
• 申請日: 2022-04-11
• 公開（公告）號: CN114446784A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 張益鳴;劉杰
• 申請（專利權）人: 深圳芯能半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L21/329
• 分類號: H01L21/329;H01L21/308;H01L21/04;H01L29/06;H01L29/66;H01L29/872
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 李艷麗

1.一種碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，包括：

提供碳化硅襯底并在所述碳化硅襯底的上表面形成N型外延層；

在所述N型外延層的上表面形成第一硬掩膜，并在所述第一硬掩膜上刻蝕出若干等距的第一開口，所述第一開口底部暴露所述N型外延層；

在所述第一硬掩膜和所述N型外延層之上形成第二硬掩膜，所述第二硬掩膜的厚度小于所述第一開口的寬度的一半，在所述第一開口內形成以所述第二硬掩膜為底和側壁的第二開口；

對所述第二硬掩膜進行刻蝕，直至暴露所述N型外延層；

向所述第二開口注入P型離子以在所述N型外延層內形成P型注入區；

清除所述第一硬掩膜和所述第二硬掩膜并在所述N型外延層的上表面形成肖特基金屬層。

2.如權利要求1所述的碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述在所述第一硬掩膜上刻蝕出若干等距的第一開口包括：

在所述第一硬掩膜的上表面沉積圖形化的光刻膠，以定義所述第一開口的位置和形狀；

以所述光刻膠為掩膜對所述第一硬掩膜進行刻蝕，直至暴露所述N型外延層，形成若干所述第一開口；

清除所述光刻膠。

3.如權利要求1所述的碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述第一硬掩膜的材質與所述第二硬掩膜的材質均為硅化物，所述硅化物包括氧化硅和/或氮化硅。

4.如權利要求1所述的碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述第一硬掩膜的材質與所述第二硬掩膜的材質不同。

5.如權利要求1所述的碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述在所述N型外延層的上表面形成肖特基金屬層包括：

在所述N型外延層的上表面形成碳膜；

對所述N型外延層進行高溫退火并清除所述碳膜；

在所述N型外延層的上表面形成所述肖特基金屬層。

6.如權利要求1所述的碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述肖特基金屬層的材質包括鈦金屬。

7.如權利要求1所述的碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述P型離子包括鋁離子、硼離子、銦離子和鎵離子中的任意一項。

8.如權利要求1所述的碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述第一開口和所述第二開口均為凹槽狀。

9.如權利要求8所述的碳化硅結勢壘肖特基二極管的制備方法，其特征在于，所述第一開口的寬度為0.8μm~2μm；相鄰的兩個所述第一開口之間的間距為0.5μm~3μm；所述第二硬掩膜的厚度為0.1μm~0.9μm。

10.一種碳化硅結勢壘肖特基二極管，其特征在于，包括：

碳化硅襯底；

N型外延層，設置在所述碳化硅襯底之上，所述N型外延層的遠離所述碳化硅襯底的一側設有若干通過離子注入得到的P型注入區；

肖特基金屬層，設置在所述N型外延層的設有所述P型注入區的一側，所述肖特基金屬層與所述N型外延層用于形成肖特基接觸，所述肖特基接觸包括PN結和肖特基結；

其中，所述P型注入區和與其連接的所述肖特基金屬層形成所述PN結，所述N型外延層的其余部分和與其連接的所述肖特基金屬層形成所述肖特基結；所述PN結在所述肖特基接觸中的面積占比小于50%。