[发明专利]一种电荷补偿半导体装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种电荷补偿半导体装置，本发明还涉及一种电荷补偿半导体装置的制备方法。

背景技术

功率半导体器件被大量使用在电源管理和电源应用上，特别涉及到宽禁带半导体和肖特基结构的器件已成为器件发展的重要趋势。

肖特基器件具有正向开启电压低开启关断速度快等优点，同时肖特基器件也具有反向漏电流大，不能被应用于高压环境等缺点。

宽禁带半导体具有良好的反向阻断特性和正向大电流导通能力，同时其具有衬底材料制造工艺难度大等缺点。

发明内容

本发明针对上述问题提出，提供一种电荷补偿肖特基半导体装置及其制备方法。

一种电荷补偿半导体装置，其特征在于：包括：衬底层，为半导体材料构成；电荷补偿结构，位于衬底层之上，为第一导电类型窄禁带半导体材料和第二导电类型宽禁带半导体材料交替排列构成，或者为第一导电类型窄禁带半导体材料、第二导电类型宽禁带半导体材料和绝缘材料交替排列构成，或者为第一导电类型窄禁带半导体材料、第二导电类型窄禁带半导体材料和第二导电类型宽禁带半导体材交替排列构成，或者为第一导电类型窄禁带半导体材料、第二导电类型窄禁带半导体材料、第二导电类型宽禁带半导体材料和绝缘材料交替排列构成；肖特基势垒结，位于电荷补偿结构半导体材料表面。

一种电荷补偿半导体装置，其特征在于：包括：衬底层，为半导体材料构成；电荷补偿结构，位于衬底层之上，为第一导电类型窄禁带半导体材料和第二导电类型宽禁带半导体材料交替排列构成，或者为第一导电类型窄禁带半导体材料、第二导电类型宽禁带半导体材料和绝缘材料交替排列构成，或者为第一导电类型窄禁带半导体材料、第二导电类型窄禁带半导体材料和第二导电类型宽禁带半导体材交替排列构成，或者为第一导电类型窄禁带半导体材料、第二导电类型窄禁带半导体材料、第二导电类型宽禁带半导体材料和绝缘材料交替排列构成；第二导电类型半导体材料层，位于电荷补偿结构表面，为第二导电类型半导体材构成。

一种电荷补偿半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在第二导电类型窄禁带半导体材料衬底层上外延形成第二导电类型窄禁带半导体材料，然后在表面形成一种绝缘介质；进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽；在沟槽内形成第二导电类型宽禁带半导体材料、第一导电类型窄禁带半导体材料和绝缘材料，反刻蚀绝缘材料，注入杂质退火，反刻蚀第一导电类型窄禁带半导体材料和第二导电类型宽禁带半导体材料；进行光刻腐蚀工艺，腐蚀去除表面部分绝缘介质；在半导体材料表面淀积势垒金属，进行烧结形成肖特基势垒结。

一种电荷补偿半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在第一导电类型窄禁带半导体材料衬底层上外延形成第一导电类型窄禁带半导体材料，然后在表面形成一种绝缘介质；进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分绝缘介质，然后刻蚀去除部分裸露半导体材料形成沟槽；在沟槽内壁形成第二导电类型窄禁带半导体材料，反刻蚀第二导电类型窄禁带半导体材料，在沟槽内壁形成第二导电类型宽禁带半导体材料，反刻蚀第二导电类型宽禁带半导体材料，在沟槽内淀积绝缘材料，反刻蚀绝缘材料；进行光刻腐蚀工艺，腐蚀去除表面部分绝缘介质；在半导体材料表面注入杂质退火。

本发明的电荷补偿半导体装置，通过在窄禁带半导体材料中引入宽禁带半导体材料，并与之形成电荷补偿结构，降低器件的正向导通电阻，提高器件大电流密度下正向导通能力，改善器件的正向导通特性。

附图说明

图1为本发明的一种电荷补偿半导体装置的剖面示意图；

图2为本发明的第二种电荷补偿半导体装置的剖面示意图。

其中，

1、衬底层；

2、N型半导体硅材料；

3、N型半导体氮化镓材料；

4、P型半导体硅材料；

5、P型半导体氮化镓材料；

6、二氧化硅；

7、肖特基势垒结；

10、上表面金属层；

11、下表面金属层。

具体实施方式

实施例1

图1为本发明的一种电荷补偿半导体装置的剖面示意图，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。