[实用新型]一种大电流低正向压降碳化硅肖特基二极管芯片

说明书

本申请提供了一种大电流低正向压降碳化硅肖特基二极管芯片，包括背面层状金属电极、正面层状金属电极、欧姆接触层、衬底、外延层一、外延层二、P型保护环、N型离子注入层、肖特基金属Pt层、环状钝化层以及环状聚酰亚胺膜；本申请通过采用PN结和肖特基结并联设计、双层外延生长、离子注入氮离子掺杂、使用肖特基金属Pt在大电流下产生大注入效应，降低了外延层电阻率，实现了大电流下低正向压降肖特基二极管的制作，从而克服了现有技术中选择低势垒金属和增大版图面积在降低器件正向压降的同时增大器件反向漏电流，降低器件成品率，增加制造成本的不足。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，尤其是涉及一种大电流低正向压降碳化硅肖特基二极管芯片。

背景技术

基于宽禁带半导体材料的碳化硅肖特基二极管，弥补了硅肖特基二极管器件的不足，其10倍于硅材料的临界击穿电场强度确保可以工作在更高的反向电压下，同时碳化硅肖特基二极管具有更低的导通电阻，快速的开关特性和高温工作特性，使之成为高压快速、耐高温和低功耗等条件下的理想器件。碳化硅肖特基二极管能提供近乎理想的动态性能，工作过程中没有电荷储存，反向恢复电流仅由它的耗尽层结电容造成，其反向恢复电荷以及其反向恢复损耗比硅超快恢复二极管要低一到两个数量级。在常温下，碳化硅肖特基二极管的导通电阻具有正温度系数，有利于将多个碳化硅肖特基二极管并联。在二极管单芯片面积和电流受限的情况下，这可以大幅度提高碳化硅肖特基二极管的容量，使它在较大容量中的应用成为可能。

传统技术中，肖特基二极管选择低势垒金属和增大势垒面积减小正向压降，但使用低势垒金属和增大势垒面积使肖特基二极管漏电流增大，器件结温降低；在制造过程中增大版图尺寸，单个芯片尺寸越大，出现缺陷的几率越大，不利于成本率的提高，影响器件的可靠性和一致性；增大单个芯片的版图面积，减少了晶圆片的出芯数，增加了器件成本。

因此，如何克服现有技术中选择低势垒金属和增大版图面积在降低器件正向压降的同时增大了器件反向漏电流，降低了器件成品率，增加了制造成本的不足，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种大电流低正向压降碳化硅肖特基二极管芯片。

为解决上述的技术问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种大电流低正向压降碳化硅肖特基二极管芯片，包括背面层状金属电极、正面层状金属电极、欧姆接触层、衬底、外延层一、外延层二、P型保护环、N型离子注入层、肖特基金属Pt层、环状钝化层以及环状聚酰亚胺膜；

所述背面层状金属电极、欧姆接触层、衬底、外延层一以及外延层二从下往上依次叠加，所述衬底的上表面上设置有外延层一，所述外延层一的上表面上设置有所述外延层二，所述衬底的下表面上淀积设置有所述欧姆接触层，所述欧姆接触层的下表面上淀积设置有所述背面层状金属电极；

所述外延层二的上表面处通过离子注入设置有P型保护环；

所述外延层二的且位于所述P型保护环的环内的上表面处通过离子注入设置有所述N型离子注入层，且所述N型离子注入层填满所述P型保护环的内环；

所述环状钝化层设置在所述外延层二的上表面上且所述环状钝化层的下环状表面的内圈遮盖所述P型保护环的上环状表面的外圈；

所述N型离子注入层的上表面上淀积设置有所述肖特基金属Pt层，且所述肖特基金属Pt层填满所述环状钝化层的内环；

所述正面层状金属电极覆盖着所述肖特基金属Pt层的上表面以及所述环状钝化层的上环状表面的内圈；

所述环状聚酰亚胺膜覆盖着所述正面层状金属电极的上表面以及所述环状钝化层的上环状表面的外圈且外露出所述正面层状金属电极的上表面的中间区域。

优选的，所述P型保护环为Al离子掺杂P型保护环。