[发明专利]一种具有台阶结构的碳化硅功率器件及其制备方法

权利要求书

1.一种具有台阶结构的碳化硅功率器件，所述碳化硅功率器件由下至上包括欧姆接触电极、N⁺SiC衬底层、N^-SiC外延层及肖特基接触电极，其特征在于：还包括间隔排列的若干P型结终端，所述P型结终端由P型氧化物形成；所述肖特基接触电极设于所述N^-SiC外延层的中央，所述P型结终端为封闭环结构并依次绕设于所述肖特基接触电极外围；所述N^-SiC外延层上表面的边缘低于中央形成环形台阶，所述P型结终端分布于所述N^-SiC外延层环形台阶的高低两个台阶面上并与N^-SiC外延层形成PN异质结。

2.根据权利要求1所述的具有台阶结构的碳化硅功率器件，其特征在于：所述台阶结构的高度落差为0.5～2μm。

3.根据权利要求1所述的具有台阶结构的碳化硅功率器件，其特征在于：所述P型氧化物是P型NiO，SnO、Cu₂O、CuAlO₂、CuInO₂、CuGaO₂，SuCu₂O₂、CuScO₂中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的具有台阶结构的碳化硅功率器件，其特征在于：所述N^-SiC外延层和肖特基接触电极之间还设有若干P型结构，所述P型结构为条形且平行间隔排列，所述P型结构与所述P型结终端由相同材料形成。

5.根据权利要求1所述的具有台阶结构的碳化硅功率器件，其特征在于：所述N^-SiC外延层和肖特基接触电极之间还设有P型层，所述P型层隔离所述N^-SiC外延层和肖特基接触电极，所述P型层与所述P型结终端由相同材料形成。

6.根据权利要求4或5所述的具有台阶结构的碳化硅功率器件，其特征在于：所述^-SiC外延层环形台阶的高低两个台阶面上分别设有沟槽，所述P型结终端一一对应的形成于沟槽之内。

7.根据权利要求1所述的具有台阶结构的碳化硅功率器件，其特征在于：还包括一钝化层，所述钝化层设置于所述N^-SiC外延层之上并覆盖所述肖特基接触电极之外的区域以及所述P型结终端。

8.根据权利要求7所述的具有台阶结构的碳化硅功率器件，其特征在于：所述钝化层是SiN_x、SiO₂、Al₂O₃、AlN的一种或其组合，其中x大于0小于1。

9.一种如权利要求1～8任一项所述的具有台阶结构的碳化硅功率器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)提供一碳化硅外延结构，包括层叠的N⁺SiC衬底层及N^-SiC外延层；

(2)于N^-SiC外延层上沉积金属掩膜，形成台阶面的图形化刻蚀窗口，然后通过干法蚀刻形成环形台阶，并剥离金属掩膜；

(3)于N^-SiC外延层表面沉积P型氧化物薄膜，通过干法蚀刻定义所述P型氧化物薄膜以形成P型结终端；

(4)于碳化硅外延结构两侧分别制作肖特基接触电极和欧姆接触电极。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述P型氧化物薄膜通过磁控溅射形成，磁控溅射具体条件为：本底真空低于7.0×10^-4Pa，溅射气体为氩气和氧气的混合气体且氩气和氧气的气流比为4～6:1，生长压强为0.5～2Pa，溅射功率为30～80W，衬底温度为室温。