[发明专利]4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、提供4H-SiC衬底；

S2、采用低压热壁化学气相淀积法在衬底上生长第一4H-SiC外延层；

S3、沉积一定厚度SiO₂掩膜并光刻出刻蚀窗口，并按照刻蚀窗口对第一4H-SiC外延层进行刻蚀，形成浮结区域；

S4、采用低压热壁化学气相淀积法进行4H-SiC同质外延生长，在浮结区域内形成浮结层；

S5、采用化学机械抛光法将浮结区域外同质外延生长的4H-SiC和SiO₂掩膜去除；

S6、采用低压热壁化学气相淀积法在第一4H-SiC外延层和浮结层上生长第二4H-SiC外延层；

S7、在第二4H-SiC外延层上采用离子注入形成结势垒区、结终端扩展及场限环；

S8、利用化学气相淀积法淀积一定厚度的SiO₂并光刻形成场板，场板中间形成肖特基接触窗口；

S9、在衬底背面淀积金属并退火形成欧姆接触的阴极，光刻肖特基接触窗口并淀积形成肖特基接触的阳极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浮结层包括位于结势垒区下方的浮结层有源区、以及位于结终端扩展和场限环下方的浮结层终端区。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述浮结层在浮结层有源区内为条状浮结或点状浮结。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2和S6中，第一4H-SiC外延层和第二4H-SiC外延层的生长条件为：高纯H₂作为载气，硅烷及丙烷作为Si和C源在1600℃下进行同质外延生长，N₂作为施主掺杂剂，掺杂浓度N_D＝2.5×10¹⁶/cm^-3。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一4H-SiC外延层的厚度大于第二4H-SiC外延层的厚度。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中4H-SiC同质外延的生长条件为：高纯H₂作为载气，硅烷及丙烷作为Si和C源在1600℃下进行同质外延生长，三甲基铝为受主掺杂剂，掺杂浓度N_A＝1×10¹⁸/cm^-3。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S7中离子注入采用Al⁺离子按不同能量及计量多次注入，注入温度为500℃。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S7中离子注入后还包括：高温退火去除高能离子注入过程中产生的缺陷并激活注入离子，退火条件为Ar气氛下1600℃退火10分钟。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S9中退火条件为1000℃下氮气环境退火3分钟。

10.一种应用权利要求1～9中任一项制备方法制备得到的4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管，其特征在于，所述4H-SiC浮结结势垒肖特基二极管包括：

4H-SiC衬底；

位于衬底上的第一4H-SiC外延层，第一4H-SiC外延层上方形成有浮结层；

位于第一4H-SiC外延层和浮结层上的第二4H-SiC外延层；

位于第二4H-SiC外延层上的结势垒区、结终端扩展及场限环；

位于结终端扩展和场限环上方的SiO₂层、以及位于部分SiO₂层上的场板，场板中间形成肖特基接触窗口；

位于衬底背面的欧姆接触的阴极、以及位于肖特基接触窗口内肖特基接触的阳极。