[发明专利]一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法

说明书

本申请公开了一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法，其中，所述二极管包括：第一掺杂类型碳化硅衬底；位于所述衬底一侧的阴极；位于所述衬底背离所述阴极一侧的外延层；位于所述外延层表面的阳极；所述外延层的掺杂浓度由所述阳极边界至所述衬底边界逐渐增高。对于所述二极管的外延层来讲，高掺杂浓度有利于降低所述二极管的导通电阻，低掺杂浓度有利于提升所述二极管的耐压能力。而发明人研究发现，当所述二极管处于反偏状态时，内建电场强度由所述二极管的阳极边界至所述衬底边界逐渐减弱。因此将所述二极管可以在保持耐压能力不变的前提下，降低正向导通电阻，进而降低其导通压降和总体功耗。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，更具体地说，涉及一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法。

背景技术

肖特基二极管(Schottky diode，SBD)具有正向压降低、反向恢复时间短等优点。而碳化硅材料以其宽禁带宽度、高饱和电子漂移率等特点成为制备肖特基二极管的优选材料，碳化硅肖特基二极管具有高关断电压、低反向漏电流、低开关损耗等特点，成为高频和快速开关的理想器件。

对于碳化硅肖特基二极管来说，正向导通状态下的功耗PF＝I_F*V_F对总体功耗的贡献最大。由于碳化硅肖特基二极管的电流I_F是由其应用方式预先决定的，因此降低碳化硅肖特基二极管的功耗只能通过降低其正向压降V_F来实现。现有的碳化硅肖特基二极管在保证其反向阻断电压不变，即保证其耐压能力不变的条件下，其正向压降V_F很难降低，因此其总体功耗也很难降低。

发明内容

本发明实施例提供了一种碳化硅肖特基二极管，所述二极管具有低正向压降和总体功耗。

一种碳化硅肖特基二极管，包括：

第一掺杂类型碳化硅衬底；

位于所述衬底一侧的阴极；

位于所述衬底背离所述阴极一侧的外延层；

位于所述外延层表面的阳极；

所述外延层的掺杂浓度由所述阳极边界至所述衬底边界逐渐增高。

优选的，所述外延层的掺杂浓度的分布方式为线性分布或余误差分布或高斯分布。

优选的，所述二极管还包括：

位于所述外延层表面内部的多个第二掺杂类型的结区。

优选的，所述二极管还包括：

位于所述外延层表面内部、所述多个结区两侧的结终端保护区。

优选的，所述二极管还包括：

位于所述外延层表面、覆盖所述结终端保护区的终端钝化层。

优选的，所述终端钝化层为二氧化硅层或氮化硅层。

一种碳化硅肖特基二极管的制备方法，包括：

提供第一掺杂类型的碳化硅衬底；

在所述衬底一侧生长外延层，所述外延层的掺杂浓度由所述衬底边界至所述外延层表面逐渐降低；

在所述外延层表面形成所述二极管的阳极；

在所述衬底背离所述外延层一侧形成所述二极管的阴极。

优选的，在所述衬底一侧生长外延层之后，在所述外延层表面形成所述二极管的阳极之前还包括：

在所述外延层表面注入第二掺杂类型的粒子，在其表面内部形成多个结区。

优选的，在所述衬底一侧生长外延层之后，在所述外延层表面形成所述二极管的阳极之前还包括：