[发明专利]一种沟槽型双势垒肖特基二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种沟槽型双势垒肖特基二极管，其特征在于，所述肖特基二极管的有源区为沟槽结构，台面顶部的势垒调制层的离子注入浓度高于沟道和漂移层的浓度；有源区凹槽的深度为dt,宽度为Wt；台面宽度为Wm，p+区的结深为dp；其中，Wt大于1μm，Wm大于0.5μm，dt大于0.5μm，dp大于0.5μm。

2.根据权利要求1所述的沟槽型双势垒肖特基二极管，其特征在于，所述肖特基二极管的缓冲层的厚度为0.5-2μm，浓度为1E18cm^-3；漂移层的浓度在1E14cm^-3-5E16cm^-3之间，厚度在5-200μm之间；沟道层的浓度在1E16-1E17cm^-3之间，厚度为大于0.4μm；所述势垒调制层的厚度小于0.2μm。

3.一种权利要求1-2任一所述的沟槽型双势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)取已经生长有势垒调制层的外延片，或者在没有势垒调制层的外延片上用离子注入的方式形成势垒调制层，对n型材料注入N、P离子；然后在外延片做上光刻标记，采用PECVD或LPCVD方法淀积SiO₂层，并进行光刻后刻蚀，形成SiC刻蚀的掩膜图形；用ICP或RIE的等离子体刻蚀方法，以SiO₂层为掩膜，刻蚀SiC，形成凹槽；

2)再用PECVD或LPCVD方法各向同性的淀积SiO2层，并用ICP或RIE各向异性刻蚀SiO2层，使凹槽底部区域的SiO2层刻蚀干净，剩下侧壁的部分和台面上的SiO2层；用光刻胶保护结终端区，结合步骤1)中剩下的SiO₂层作为掩膜进行离子注入，注入的为p型掺杂离子，多次注入在凹槽底部形成一个p型掺杂区，注入完成后去除掩膜；再用光刻方法形成结终端区注入的掩膜，进行结终端区离子注入，同样注入p型掺杂离子；

3)在器件表面淀积一薄层石墨层作为保护，之后进行激活退火；

4)去除所述石墨层，对SiC表面进行清洗；之后进行牺牲氧化工艺，用热氧化的方法生长一层氧化层，再用HF或BOE腐蚀掉所述氧化层；

5)再进行热氧化生长SiO₂钝化层，用PECVD或CVD方法生长场介质层，用光刻、刻蚀或BOE腐蚀的方法去掉有源区内的介质，保留结终端区的介质，形成介质对终端区的保护；

6)用光刻、蒸发金属和剥离的方法在凹槽底部p区做上欧姆接触金属，背面淀积金属，进行快速退火形成欧姆接触；

7)在表面淀积金属，分别在有源区的台面顶部、凹槽侧壁形成肖特基接触；然后进行退火处理，以改善n型表面的肖特基接触；

8)淀积并形成电极金属，淀积钝化介质；并进行图形化和选择刻蚀，露出电极的金属；进行烘烤固化；最后，在背面淀积电极金属。

4.根据权利要求3所述的沟槽型双势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述p型掺杂区的注入结深大于0.5μm，浓度大于1E17cm^-3,同时接近表面的浓度大于1E19cm^-3。

5.根据权利要求3所述的沟槽型双势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤3)中的激活退火的温度大于1500℃，时间大于3分钟。

6.根据权利要求3所述的沟槽型双势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤4)中氧化层的厚度为10nm-50nm。

7.根据权利要求3所述的沟槽型双势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤5)中所述SiO₂钝化层的厚度为10nm-50nm，所述场介质层的厚度大于200nm。

8.根据权利要求3所述的沟槽型双势垒肖特基二极管的制备方法，其特征在于，步骤6)中快速退火的温度为950-1050℃，时间为2-5分钟。