[发明专利]一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件

说明书

本发明属于碳化硅肖特基器件技术领域，尤其为一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件，包括碳化硅层N+、形成于碳化硅层N+背面的N型欧姆接触层以及形成于碳化硅层N+之上的碳化硅外沿层N‑，所述碳化硅外沿层N‑上设有电流抑制区，所述电流抑制区内对应碳化硅外沿层N‑表面刻有沟槽，所述沟槽的底角与侧壁上通过注入掺杂形成有P型保护环。本发明通过将沟槽的顶角设置为敞口结构，整体减小了沟槽的注入掺杂高度，并在较大程度上降低了沟槽侧壁过高对注入设备注入掺杂杂质注入深度的影响，同等制造能力条件下可实现底角处曲率半径增大的、沟槽宽度不增加的沟槽，可得到更高反向工作耐压的性能，具有高可靠性和低工艺复杂度。

技术领域

本发明涉及碳化硅肖特基器件技术领域，具体为一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件。

背景技术

碳化硅材料作为第三代半导体材料，作为宽禁带材料，其具有高击穿电场强度、高导热率、高饱和速度的特性，使碳化硅器件具有高压、高速高效的“三高”特点，使其成为发展的新选择。碳化硅肖特基器件属于单极器件，其反向恢复时间极短，可广泛应用于高频整流电路中，碳化硅肖特基器件具有低的正向饱和压降的特点，功耗低，被广泛应用。传统硅基肖特基器件，由于其反向工作电压的局限性，一般只能做300V以下的产品，使其应用范围受限；而碳化硅肖特基器件反向工作电压可以高达3300V，补充了肖特基器件的工作电压范围，即碳化硅肖特基器件扩展了肖特基器件的应用领域，使肖特基器件可以工作在更高的工作电压范围内。

目前的沟槽结构的P型区，一般采用侧壁与底部同时掺杂，注入需要实现注入角度变化扫描，或载片台公转加自传来实现，对注入设备也提出更高的要求，同时由于存在侧壁遮挡问题，影响了深沟槽的实现，沟槽越深对注入要求较高，因此沟槽越深对设备、工艺要求越高，难度越大。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件，解决了现有的碳化硅肖特基器件的沟槽结构的P型区，一般采用侧壁与底部同时掺杂，注入需要实现注入角度变化扫描，或载片台公转加自传来实现，对注入设备也提出更高的要求，同时由于存在侧壁遮挡问题，影响了深沟槽的实现，沟槽越深对注入要求较高，因此沟槽越深对设备、工艺要求越高，难度越大的问题。

(二)技术方案

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件，包括碳化硅层N+、形成于碳化硅层N+背面的N型欧姆接触层以及形成于碳化硅层N+之上的碳化硅外沿层N-，所述碳化硅外沿层N-上设有电流抑制区，所述电流抑制区内对应碳化硅外沿层N-表面刻有沟槽，所述沟槽的底角与侧壁上通过注入掺杂形成有P型保护环，所述沟槽的顶角处设有敞口，所述沟槽内对应填充有P型碳化硅，所述碳化硅外沿层N-上对应敞口顶部设有N型保护环，所述N型保护环的外部间隔设有肖特基金属层，相邻的两个肖特基金属层之间通过绝缘层连接，所述肖特基金属层与绝缘层的外部覆盖有阳极金属层，所述电流抑制区的边缘设有N型过渡区，所述N型过渡区远离电流抑制区的边缘设有P型阱区。

进一步地，所述阳极金属层还覆盖于N型过渡区和P型阱区上表面。

进一步地，所述N型过渡区内对应碳化硅外沿层N-上设有过渡区刻槽，所述过渡区刻槽的槽壁间隔宽度大于沟槽的槽壁间隔宽度，所述过渡区刻槽的底角与侧壁上通过注入掺杂形成有过渡区P型保护环。

进一步地，所述P型阱区内对应碳化硅外沿层N-上设有阱区刻槽，所述阱区刻槽的槽壁间隔宽度与沟槽的槽壁间隔宽度相等，所述阱区刻槽的底角与侧壁上通过注入掺杂形成有阱区P型保护环。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件，具备以下有益效果：