[发明专利]碳化硅二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化硅功率二极管的制备方法，包括如下步骤：

步骤1)：在SiC衬底上外延SiC，形成SiC外延层；

步骤2)：热氧化所述SiC外延层表面，形成SiO₂层；

步骤3)：在所述SiO₂层上沉积掩膜层；

步骤4)：刻蚀有源区掩膜层，形成有源区离子注入区域；

步骤5)：部分刻蚀JTE区掩膜层，形成JTE区离子注入区域；

步骤6)：离子注入，形成P掺杂的JTE区和P+掺杂的有源区。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述SiC衬底为N型SiC，掺杂浓度为1e19cm^-3量级；和/或所述SiC外延层的厚度为5-100μm，和/或N型掺杂浓度为1e14cm^-3至5e16cm^-3；和/或所述SiO₂层的厚度为5-100nm。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述掩膜层为离子注入掩膜层；和/或所述掩膜层为SiO₂、多晶硅或二者组合，和/或所述掩膜层的厚度为0.5-4μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述刻蚀为干法刻蚀；和/或步骤5)中，所述JTE区离子注入区域的掩膜层厚度为0.2-2μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤6)中，所述离子注入为单步或多步注入工艺，和/或所述离子为Al、B或二者的组合。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，还包括步骤6)之后的如下步骤：

7)去除掩膜层和SiO₂层，制备碳膜作为激活保护层；

8)进行高温激活掺杂杂质，激活后去除碳膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述碳膜的制备方法为光刻胶碳化或RF溅射法，和/或所述碳膜的厚度为0.05-2μm，和/或所述激活的温度为1500-1700℃。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：

在所述SiC衬底的底部进行阴极金属沉积及退火，形成阴极金属沉积层；

在所述的P掺杂的JTE区和P+掺杂的有源区沉积介质层，刻蚀露出阳极金属接触窗口；

形成阳极金属层并退火；

形成绝缘介质钝化层和至少包覆所述绝缘介质钝化层的顶层的聚酰亚胺钝化层。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述阴极金属为Ti/Ni/Ag，或Ti/Al/Ni/Ag；和/或所述阴极金属沉积层的总厚度为0.5-4.0μm；所述介质层包括SiO、SiO₂、SiN、SiON或其任意组合；和/或所述沉积的方法选自PECVD、LPCVD和ALD；和/或所述介质层的厚度为50-2000nm；和/或所述阳极金属包括Ti/Al、Ni/Al或Ti/Ni/Al；和/或所述阳极金属层的总厚度为2-5μm；和/或在形成阳极金属层时，300-600℃退火形成肖特基接触；和/或所述绝缘介质钝化层为SiN、SiO₂或者其组合；和/或所述绝缘介质钝化层的总厚度为0.5-2μm；所述聚酰亚胺钝化层固化后的厚度为1-5μm。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的制备方法制备的碳化硅二极管。