[发明专利]一种SiC肖特基二极管三阶斜台面结终端结构

说明书

本发明涉及一种SiC肖特基二极管三阶斜台面结终端结构，属于半导体功率器件技术领域。该三阶斜台面结终端结构包括阳极金属Ni接触区、三阶斜台面金属Ni场板、氮化层Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;、氧化层SiOsubgt;2/subgt;、N‑低浓度外延层、N+高浓度衬底、阴极金属Ni接触区。该结终端结构特点在于：阳极金属Ni接触区1和三阶斜台面金属Ni场板短接在一起，分别作为元胞区阳极和结终端金属场板。氧化层SiOsubgt;2/subgt;夹在氮化层Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;中间，形成三明治结构。本发明在保证器件的正向导通性能不改变的前提下，通过利用三阶斜台面场板结终端区结构，能够有效地提高器件的反向击穿电压。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，涉及一种SiC肖特基二极管三阶斜台面结终端结构。

背景技术

新一代半导体材料碳化硅(SiC)材料具有很多优点，如禁带宽度很大、临界击穿场强很高、热导率很大、饱和电子漂移速度很高和介电常数很低。首先大的禁带宽度，如4H-SiC其禁带宽度为3.26eV，是硅材料禁带宽度的三倍多，这使得器件能耐高温并且能发射蓝光；高的临界击穿场强，碳化硅的临界击穿场强(2-4MV/cm)很高，4H-SiC的临界击穿场强为2.2MV/cm，这要高出Si和GaAs一个数量级，所以碳化硅器件能够承受高的电压和大的功率；大的热导率，热导率是Si的3.3倍和GaAs的10倍，热导率大，器件的导热性能就好，集成电路的集成度就可以提高，但散热系统却减少了，进而整机的体积也大大减小了；高的饱和电子漂移速度和低的介电常数能够允许器件工作在高频、高速下。

近年来随着需求增长具有更高的工作频率、更小的元胞尺寸和更低功耗的SiC肖特基二极管(SBD)的应用范围不断扩大。SiC肖特基二极管的典型应用包括整流电路、电源保护电路、电压箝位电路等。此外，SiC肖特基二极管的反向恢复时间比快恢复二极管或超快恢复二极管还要小，正向恢复过程中也不会有明显的电压过冲，因而它是高频电路、超高速开关电路的理想器件。

SiC肖特基二极管由于在结边缘具有严重的不连续性，所以会在结的边、角这些部位存在曲率，使得在半导体器件表面的电力线要比体内的电力线密集很多，产生电场集边效应。所以在实际情况下，SiC肖特基二极管结的边缘电场强度要比体内高很多，导致器件发生提前击穿，严重影响了SiC肖特基二极管的反向阻断特性。

使用一阶台面金属场板SiC肖特基二极管能够有效提高器件的反向击穿电压。一阶台面金属场板对介质中的电荷具有吸附作用，所以该终端技术对器件界面电荷，尤其对可动的界面电荷不是很敏感。缺点主要是场板外边缘的电场比较集中，电场强度比较大，击穿容易提前在该处表面发生，且对介质层的要求很高。另外，场板的实际效果与场板的长度和氧化层的厚度有关。当氧化层厚度较薄且衬底掺杂较低时，击穿通常发生在场板的外边缘。当氧化层厚度较厚时，击穿通常发生在场板内侧。同时，一阶台面金属场板SiC肖特基二极管还存在场板边缘处与外延层的电位相差很大的缺点，导致场板边缘处的电场强度较大，在较低反向偏压下，器件容易发生提前击穿，而且击穿点有可能发生在器件表面处，因此对介质层的质量有较高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种SiC肖特基二极管三阶斜台面结终端结构，使用此结终端技术能够有效弥补一阶台面金属场板的缺点，提高SiC肖特基二极管的反向击穿电压。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种SiC肖特基二极管三阶斜台面结终端结构，包括