[发明专利]MPS二极管器件及其制备方法

说明书

一种MPS二极管器件及其制备方法。所述MPS二极管器件自下而上包括阴极电极、N+碳化硅衬底、N‑外延层和阳极电极；所述N‑外延层具有至少两个P+区；相邻两个所述P+区之间具有N‑补偿掺杂区，所述N‑补偿掺杂区的深度小于或者等于所述P+区的深度，所述N‑补偿掺杂区的掺杂浓度高于所述N‑外延层的掺杂浓度；所述阳极电极包括第一金属和第二金属，所述P+区表面与所述第一金属之间为欧姆接触，所述N‑补偿掺杂区表面与所述第二金属之间为肖特基接触。所述MPS二极管能够改善器件导通特性，促使器件的正向压降降低。

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种MPS二极管器件及其制备方法。

背景技术

近年来，随着电力电子系统的不断发展，对系统中的功率器件提出了更高的要求。功率二极管是电路系统的关键部件，广泛适用于高频逆变器、数码产品、发电机、电视机等民用产品以及卫星接收装置、导弹飞机等各种先进武器控制系统和仪器仪表设备的军用场合。为了满足低功耗、高频、高温、小型化等应用要求，对功率二极管的耐压、导通电阻、开启压降、反向恢复特性、高温特性的要求也越来越高。

为了满足功率和快速开关器件应用的需要，MPS二极管器件的诞生解决了部分难题。

MPS二极管器件将肖特基整流管和PiN整流管的优点集于一体，是一种混合型二极管(混合PiN和肖特基)，它不仅具有较高的反向阻断电压，而且它的通态压降很低，反向恢复时间很短，反向恢复峰值电流很小，具有软的反向恢复特性。

更多有关现有MPS二极管器件相关内容，可以参考公开号为CN106298774A和CN105931950A的中国专利申请。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种MPS二极管器件及其制备方法，解决传统MPS二极管器件拥有较低正向导通特性和较高开启压降的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种MPS二极管器件及其制备方法，包括：所述器件自下而上包括阴极电极、N+碳化硅衬底、N-外延层和阳极电极；所述N-外延层具有至少两个P+区；相邻两个所述P+区之间具有N-补偿掺杂区，所述N-补偿掺杂区的深度小于或者等于所述P+区的深度，所述N-补偿掺杂区的掺杂浓度高于所述N-外延层的掺杂浓度；所述阳极电极包括第一金属和第二金属，所述P+区表面与所述第一金属之间欧姆接触，所述N-补偿掺杂区表面与所述第二金属之间肖特基接触。

进一步，所述N-补偿掺杂区直接与相邻两个所述P+区的左右边缘相连，介于两个相邻的P+区之间。但是，由于所述N-补偿掺杂区的深度小于或者等于所述P+区的深度，因此，所述N-补偿掺杂区与P+区的下边缘不相连。

可选的，所述N-补偿掺杂区的掺杂浓度为1×10¹⁶atom/cm³～1×10¹⁷atom/cm³。

可选的，所述P+区深度为0.8μm～2μm，所述N-补偿掺杂区的深度与所述P+区的深度差值为0μm～0.6μm。

可选的，所述第一金属为镍，所述第二金属为钛。

为解决上述问题，本发明还提供了一种MPS二极管器件的制备方法，包括：在N+碳化硅衬底上形成N-外延层；在所述N-外延层顶部形成N-补偿掺杂区；在所述N-外延层顶部形成P+区；其中，所述N-补偿掺杂区位于相邻两个所述P+区之间，所述N-补偿掺杂区的深度小于或者等于所述P+区的深度；在所述P+区表面形成第一金属，所述第一金属与所述P+区表面为欧姆接触；在第一金属及N-补偿掺杂区表面同时形成第二金属，所述N-补偿掺杂区与第二金属接触区域形成肖特基接触；在所述N+碳化硅衬底下方形成阴极电极。

可选的，所述N-补偿掺杂区采用离子注入进行掺杂，注入的离子为N离子。