[发明专利]一种SiC肖特基二极管三阶斜台面结终端结构

权利要求书

1.一种SiC肖特基二极管三阶斜台面结终端结构，其特征在于：包括

元胞结构：包括阳极肖特基金属Ni接触区(1)、N-低浓度外延层(4)、N+高浓度衬底层(5)、阴极金属Ni接触区(6)；所述阳极肖特基金属Ni接触区(1)位于N-低浓度外延层(4)上表面；所述N-低浓度外延层(4)位于阳极肖特基金属Ni接触区(1)下表面与N+高浓度衬底层(5)上表面，且N-低浓度外延层(4)掺入n型杂质浓度为3×10¹⁵cm^-3；所述N+高浓度衬底层(5)介于N-低浓度外延层(4)下表面与阴极金属Ni接触区(6)上表面，且N+高浓度衬底层(5)掺入n型杂质浓度为3×10¹⁸cm^-3；所述阴极金属Ni接触区(6)位于N+高浓度衬底层(5)下表面；

终端结构：包括三阶斜台面金属Ni场板(7)、氮化层Si₃N₄(2)、氧化层SiO₂(3)、N-低浓度外延层(4)、N+高浓度衬底层(5)、阴极金属Ni接触区(6)；所述三阶斜台面金属Ni场板(7)位于氮化层Si₃N₄(2)和氧化层SiO₂(3)上表面；第一层氮化层Si₃N₄(2)位于三阶斜台面金属Ni场板(7)下表面和氧化层SiO₂(3)上表面；所述氧化层SiO₂(3)介于第一层氮化层Si₃N₄(2)下表面与第二层氮化层Si₃N₄(2)上表面；所述第二层氮化层Si₃N₄(2)位于氧化层SiO₂(3)下表面和N-低浓度外延层(4)上表面；所述N-低浓度外延层(4)介于第二层氮化层Si₃N₄(2)下表面与N+高浓度衬底层(5)上表面N-低浓度外延层(4)，且N-低浓度外延层(4)掺入n型杂质浓度为3×10¹⁵cm^-3；所述N+高浓度衬底层(5)介于N-低浓度外延层(4)下表面与阴极金属Ni接触区(6)上表面，且N+高浓度衬底层(5)掺入n型杂质浓度为3×10¹⁸cm^-3；所述阴极金属Ni接触区(6)位于N+高浓度衬底层(5)下表面；

所述元胞结构和终端结构中，N-低浓度外延层(4)掺入n型杂质浓度为3×10¹⁵cm^-3；N+高浓度衬底层(5)掺入n型杂质浓度为3×10¹⁸cm^-3；

所述元胞结构和终端结构存在如下几种情况：

①、N-低浓度外延层(4)完全覆盖在N+高浓度衬底层(5)上表面；第一层氮化层Si₃N₄(2)位于N-低浓度外延层(4)右上表面和氧化层SiO₂(3)下表面，其形状为直角梯形；氧化层SiO₂(3)位于第一层氮化层Si₃N₄(2)右上表面和第二层氮化层Si₃N₄(2)下表面，其形状为直角梯形；第二层氮化层Si₃N₄(2)位于N-低浓度外延层(4)右上表面，其形状为直角梯形；阳极肖特基金属Ni接触区(1)位于N-低浓度外延层(4)左上表面；斜台面金属Ni场板(7)为三阶斜台面，其与阳极肖特基金属Ni接触区(1)短接在一起，并覆盖于第一层氮化层Si₃N₄(2)、第二层氮化层Si₃N₄(2)和氧化层SiO₂(3)的上表面；

该种情况的工艺如下：选取N+型100晶向区熔单晶衬底，外延生长N-漂移区；其次，利用化学气相沉积CVD在外延层的表面上一层Si₃N₄，再利用化学气相沉积CVD在Si₃N₄上表面沉积一层SiO₂，以及在SiO₂的上表面沉积一层Si₃N₄，其形状为三明治结构；接下来使用化学刻蚀法将SiO₂和Si₃N₄介质层刻蚀成多阶斜台面状；最后，在高真空炉内电子束蒸发金属Ni，形成良好的欧姆接触；涂胶光刻形成肖特基接触区域和多阶斜台阶金属场板区，淀积100nm厚的金属Ni；

②、N-低浓度外延层(4)完全覆盖在N+高浓度衬底层(5)上表面；第一层氮化层Si₃N₄(2)位于N-低浓度外延层(4)右上表面和氧化层SiO₂(3)下表面，其形状为直角梯形；氮化层Si₃N₄(2)位于第一层氧化层SiO₂(3)右上表面和第二层氧化层SiO₂(3)下表面，其形状为直角梯形；第二层氧化层SiO₂(3)位于N-低浓度外延层(4)右上表面，其形状为直角梯形；阳极肖特基金属Ni接触区(1)位于N-低浓度外延层(4)左上表面；斜台面金属Ni场板(7)为三阶斜台面，其与阳极肖特基金属Ni接触区(1)短接在一起，并覆盖于第一层氧化层SiO₂(3)、第二层氧化层SiO₂(3)和氮化层Si₃N₄(2)的上表面；

③、还包括完全相同的三个处于并排位置的高浓度掺杂P+区(8)，其上表面与N-低浓度外延层(4)上表面平齐，元高浓度掺杂P+区其余表面完全处于N-低浓度外延层(4)的包围之中；还包括JTE区(9)，其上表面与N-低浓度外延层(4)上表面平齐，JTE区(9)其余表面完全处于N-低浓度外延层(4)的包围之中；第一层氮化层Si₃N₄(2)位于N-低浓度外延层(4)右上表面和氧化层SiO₂(3)下表面，其形状为直角梯形；氧化层SiO₂(3)位于第一层氮化层Si₃N₄(2)右上表面和第二层氮化层Si₃N₄(2)下表面，其形状为直角梯形；第二层氮化层Si₃N₄(2)位于N-低浓度外延层(4)右上表面，其形状为直角梯形；特基金属Ni接触区(1)位于N-低浓度外延层(4)左上表面；斜台面金属Ni场板(7)为三阶斜台面，其与阳极肖特基金属Ni接触区(1)短接在一起，并覆盖于第一层氮化层Si₃N₄(2)、第二层氮化层Si₃N₄(2)和氧化层SiO₂(3)的上表面；

④、还包括一种SiC绝缘栅双极型晶体管IGBT三阶斜台面场板结终端结构，包括栅极接触区、发射极接触区、斜台面金属Ni场板、N型集电极接触区、发射极、元胞区P型阱、过渡区P型阱、第一场限环、第二场限环、场氮化层、N型集电极、N型缓冲层、P型集电极、N型漂移区、场氧化层、栅氧化层、P型集电极接触区；P型集电极完全覆盖于P型集电极接触区上表面；N型缓冲层完全覆盖在P型集电极上界面；N型漂移区完全覆盖于整个N型缓冲层上表面；完全相同的两个处于并排位置的元胞区P型阱上表面与N型漂移区上表面平齐，元胞区P型阱其余表面完全处于N型漂移区的包围之中；过渡区P型阱上表面与N型漂移区上表面平齐，过渡区P型阱其余表面完全处于N型漂移区的包围之中；第一场限环上表面与N型漂移区上表面平齐，第一场限环其余表面完全处于N型漂移区的包围之中；第二场限环上表面与N型漂移区上表面平齐，第二场限环上其余表面完全处于N型漂移区的包围之中；N型集电极上表面与N型漂移区上表面平齐，N型集电极其余表面完全处于N型漂移区的包围之中；发射极为处于完全相同的三个并排位置的元胞区P型阱中掺杂碳化硅，上表面与元胞区P型阱平齐，其余表面被元胞区P型阱紧密包围；发射极上表面部分被栅氧化层所覆盖，另一部分被发射极接触区所覆盖；N型集电极上表面中间部分被N型集电极接触区所覆盖，N型集电极上表面右边被场氧化层所覆盖；栅氧化层部分覆盖于N型漂移区上表面，其余部分分别覆盖于发射极上表面，元胞区P型阱或过渡区P型阱上表面；场氧化层覆盖过渡区P型阱右端上表面、N型漂移区、第一场限环、第二场限环、第三场限环的部分上表面，以及N型集电极的上表面的两边；栅极接触区处于栅氧化层之上，与发射极接触区、N型漂移区、元胞区P型阱或过渡区P型阱、发射极做介质隔离；发射极接触区左右两侧与栅氧化层或场氧化层紧邻，覆盖于发射极、元胞区P型阱或过渡区P型阱的上表面；三个完全相同的并排的斜台面金属Ni场板分别覆盖于第一场限环、第二场限环的上表面，金属场板的其余部分表面与场氧化层接触，与N型漂移区不直接接触。