[发明专利]高压SiC肖特基二极管的结终端结构及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202011588662.7 申请日: 2020-12-28
公开(公告)号: CN113161408B 公开(公告)日: 2022-06-07
发明(设计)人: 邓小川;胡睿;吴昊;刘瑞;姜春艳;严静融;张波 申请(专利权)人: 全球能源互联网研究院有限公司;电子科技大学
主分类号: H01L29/06 分类号: H01L29/06;H01L29/872;H01L21/329
代理公司: 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 代理人: 敖欢
地址: 102209 北京*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 高压 sic 肖特基 二极管 终端 结构 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种高压SiC肖特基二极管的结终端结构,其特征在于:包括第一金属电极层(1)、第一金属电极层(1)上方的N+型衬底(2)、N+型衬底(2)上方的N-型漂移区(3)、N-型漂移区(3)上方的N型沟道(5)和N型保护环(8);相邻N型沟道(5)之间的N-型漂移区(3)内设有源区P+型保护环(4),相邻N型保护环(8)之间的N-型漂移区(3)内设有终端P+型保护环(7),相邻N型沟道(5)和N型保护环(8)之间设有过渡区,分为N-型漂移区(3)上方的N型过渡区(6-1)和N-型漂移区(3)内的P+型过渡区(6-2),源区P+型保护环(4)上方相邻的N型沟道(5)之间为沟槽,P+型过渡区(6-2)上方的N型过渡区(6-1)和N型保护环(8)之间为沟槽,终端P+型保护环(7)上方的相邻N型保护环(8)之间为沟槽;所述N型沟道(5)上方和N型过渡区(6-1)设有肖特基接触电极(9),N型保护环(8)和P+型过渡区(6-2)的上方设有SiO2钝化层(10)。

2.根据权利要求1所述高压SiC肖特基二极管的结终端结构,其特征在于:所述N型沟道(5)和N型保护环(8)为化学气相沉积外延生长形成。

3.根据权利要求1所述高压SiC肖特基二极管的结终端结构,其特征在于:N型沟道(5)的宽度保持一致,N型保护环(8)的宽度从主结边缘到终端末尾线性增加。

4.根据权利要求1所述高压SiC肖特基二极管的结终端结构,其特征在于:所述沟槽的槽深与N型沟道(5)或N型保护环(8)的纵向厚度相同。

5.根据权利要求1所述高压SiC肖特基二极管的结终端结构,其特征在于:- 终端区的N型保护环(8)和有源区的N型沟道(5)在工艺中同时形成,所述有源区P+型保护环(4)和终端P+型保护环(7)工艺中同时形成。

6.根据权利要求1所述高压SiC肖特基二极管的结终端结构,其特征在于:所述第一金属电极层(1)使用Ni进行N型欧姆接触退火,肖特基接触金属电极(9)采用Ti、Ni、Mo金属或其合金形成,所述第一金属电极层(1)的封装加厚金属为Ti、Ni、Ag三者的合金,所述肖特基接触电极(9)的封装加厚金属为Al金属。

7.根据权利要求1所述高压SiC肖特基二极管的结终端结构,其特征在于:所述高压SiC肖特基二极管能够在重复雪崩、高温高压、长时间老化极端应力下保持稳定的阻断电压而不发生漂移。

8.权利要求1至7任意一项所述的高压SiC肖特基二极管的结终端结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

第一步:清洗SiC外延片,刻蚀形成沟槽;

第二步:注入铝离子形成P+型欧姆接触区和P+型保护环并激活退火;

第三步:淀积SiO2场氧化层;

第四步:刻蚀SiO2场氧化层暴露出阳极区域;

第五步:正面淀积金属形成肖特基接触;

第六步:背面淀积金属形成欧姆接触;

第七步:金属电极加厚,正面光刻金属图形并腐蚀去除多余金属;

第八步:使用聚酰亚胺胶进行最外层的加厚钝化保护。

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