[发明专利]碳化硅二极管结构及制作方法

说明书

本发明提供了一种碳化硅二极管结构及制作方法，包括碳化硅衬底、碳化硅外延层、正面电极、肖特基势垒层、P型分压环、N型截止环、复合终端钝化层、欧姆接触层以及背面电极；背面电极、欧姆接触层、碳化硅衬底从下往上依次叠加，N型截止环位于P型分压环的外侧；肖特基势垒层和正面电极在碳化硅外延层的上表面从下往上依次叠加，复合终端钝化层设置在碳化硅外延层的上表面，复合终端钝化层将正面电极半包围。通过带有阻挡缓冲层的双层碳化硅外延，减少了碳化硅衬底的缺陷，通过N型截止环，可以有效的截断漏电通道产生的漏电流，能够减少器件边缘漏电量大的情况发生；复合终端钝化层可以对器件形成整体保护，增强了器件可靠性。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，具体地，涉及一种碳化硅二极管结构及制作方法。

背景技术

碳化硅是一种由硅和碳构成的化合物半导体材料，具有优越的电学性能，第三代半导体-SIC(碳化硅)因其高禁带宽度、高阻断电压和高热导率等特性，成为制作高温、高频、抗辐射和大功率电力电子器件的理想半导体材料。平面碳化硅器件具有高可靠性特性的重要条件是具有良好的结构与终端保护。

现有公开号为CN109509706A的中国专利，其公开了一种碳化硅二极管的制备方法及由该制备方法制成的碳化硅二极管，该碳化硅二极管包括一碳化硅衬底、一碳化硅外延层、一图形化的场板介质层、一图形化的肖特基接触电极和一欧姆接触电极层；碳化硅外延层设置于碳化硅衬底的正面；在碳化硅外延层内且沿着碳化硅外延层的上表面设置有图形化的离子注入区；碳化硅外延层的上表面设置有图形化的场板介质层，且碳化硅外延层的上表面未图形化的场板介质层覆盖的区域设置有图形化的肖特基接触电极；图形化的场板介质层的上表面的部分区域被图形化的肖特基接触电极覆盖，其余区域裸露；欧姆接触电极层设置于碳化硅衬底的背面。

发明人认为现有技术中的碳化硅二极管容易受到衬底缺陷和界面不稳定性的影响，造成器件的可靠性差，且对于碳化硅器件在反向工作时，尤其在高温条件下工作时，当氧化层上的表面电荷足以引起n型半导体内产生较大漏电通道，器件边缘容易出现漏电大的问题，存在待改进之处。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种碳化硅二极管结构及制作方法。

根据本发明提供的一种碳化硅二极管结构,包括碳化硅衬底、碳化硅外延层、正面电极、肖特基势垒层、P型分压环、N型截止环、复合终端钝化层、欧姆接触层以及背面电极；所述背面电极、欧姆接触层以及碳化硅衬底从下往上依次叠加，所述碳化硅外延层在碳化硅上方设置有一层或多层，所述P型分压环通过离子注入设置在位于最上层的碳化硅外延层内，所述N型截止环通过离子注入设置在位于最上层的碳化硅外延层内，且所述N型截止环位于P型分压环的外侧；所述肖特基势垒层和正面电极二者在位于最上层的碳化硅外延层的上表面从下往上依次叠加，所述复合终端钝化层设置在位于最上层的碳化硅外延层的上表面，且所述复合终端钝化层将正面电极半包围并使正面电极的上表面的局部裸露。

优选地，所述正面电极的上侧边缘位置形成有配合部，所述复合终端钝化层包括二氧化硅层和磷硅玻璃层，所述二氧化硅层和磷硅玻璃层二者在位于最上层的碳化硅外延层的上表面从下往上依次叠加，且所述磷硅玻璃层的上表面与配合部的下表面贴合。

优选地，所述复合终端钝化层还包括氮化硅层和聚酰亚胺层，所述氮化硅层和聚酰亚胺层二者均在磷硅玻璃层的上表面从下往上依次叠加，且所述氮化硅层和聚酰亚胺层二者均覆盖正面电极上表面的边缘。

优选地，所述碳化硅衬底与碳化硅外延层之间设置有隔离缓冲层。

优选地，所述隔离缓冲层包括N型碳化硅导电材料，厚度在0.5um至2um之间，电阻率在10¹⁶-10¹⁷之间。