[发明专利]新型碳化硅结势垒肖特基二极管及其制作方法

权利要求书

1.新型碳化硅结势垒肖特基二极管，其特征在于包括层叠设置的第一导电类型碳化硅衬底，第一导电类型碳化硅外延层；所述第一导电类型碳化硅外延层的上表面由中心向外依次设置有有源区、保护环和第二导电类型终端场限环；所述有源区包括间隔设置的多个第二导电类型结势垒区；

沿着保护环向有源区的中心的方向，相邻第二导电类型结势垒区的间距逐渐增大，且第二导电类型结势垒区的宽度逐渐减小；所述保护环分为浅结和深结；所述浅结的结深和浓度与第二导电类型终端场限环相同；所述深结的结深和浓度与第二导电类型结势垒区相同；浅结与深结存在交叠；所述深结的宽度W₀为5-35μm。

2.根据权利要求1所述的新型碳化硅结势垒肖特基二极管，其特征在于：所述有源区包括n个第二导电类型结势垒区，靠近保护环的第一个结势垒区的宽度W₁为1-15μm；保护环与第一个结势垒区的间距S₁为0.5-8μm；第n个第二导电类型结势垒区的宽度W_n为0.5-4μm，第n-1个第二导电类型结势垒区与第n个第二导电类型结势垒区的间距S_n为5-10μm。

3.根据权利要求2所述的新型碳化硅结势垒肖特基二极管，其特征在于：每一个所述第二导电类型结势垒区包括一个或至少两个子结势垒区；所述至少两个子结势垒区的宽度相同，之间的间距也相同；并且间距等于其所在的第二导电类型结势垒区与沿着保护环向有源区中心的方向的前一个第二导电类型结势垒区的间距。

4.根据权利要求1所述的新型碳化硅结势垒肖特基二极管，其特征在于：所述第二导电类型结势垒区为长条形。

5.根据权利要求1所述的新型碳化硅结势垒肖特基二极管，其特征在于：所述第二导电类型结势垒区为环形。

6.新型碳化硅结势垒肖特基二极管的制作方法，其特征在于包括如下步骤：

1)准备碳化硅衬底，其电阻率为0.001-0.05Ω·cm，厚度200-380μm；

2)在碳化硅衬底上，生长第一导电类型的碳化硅外延层，其浓度为1e15-2e16cm^-3；

3)在碳化硅外延层上表面，通过淀积SiO₂，光刻，选择性离子注入形成间隔设置的多个第二导电类型结势垒区和深结；深结位于第二导电类型结势垒区外；所述深结和第二导电类型结势垒区的深度相同；

所述多个第二导电类型结势垒区沿着由外向内的方向，相邻第二导电类型结势垒区的间距逐渐增大，且第二导电类型结势垒区的宽度逐渐减小；

4)在碳化硅外延层上表面，通过光刻，选择性离子注入形成深度相同的第二导电类型终端场限环和浅结；其中浅结位于深结外，并与深结存在交叠；第二导电类型终端场限环位于浅结外；

5)通过物理研磨，将碳化硅衬底的背面减薄至200-220μm，在碳化硅衬底的背面通过电子束蒸发或溅镀，淀积金属Ni，并在900℃下退火形成欧姆接触；

6)在碳化硅外延层上表面，通过电子束蒸发或溅镀，淀积金属Ti，并在500℃下退火形成肖特基金属；

7)在肖特基金属的上表面，通过电子束蒸发或溅镀，淀积金属Al，形成阳极；

8)在碳化硅外延层上表面及阳极金属的上表面，通过PECVD，淀积形成SiO₂/Si₃N₄层，通过光刻，形成钝化层；

9)在钝化层的上表面，通过淀积、光刻，形成保护层；

10)在欧姆接触的下表面，通过淀积，形成TiNiAg阴极金属。

7.根据权利要求6所述的新型碳化硅结势垒肖特基二极管的制作方法，其特征在于：每一个所述第二导电类型结势垒区包括一个或至少两个子结势垒区；所述至少两个子结势垒区的宽度相同，之间的间距也相同；并且间距等于其所在的第二导电类型结势垒区与位于其外侧的上一个第二导电类型结势垒区的间距。

8.根据权利要求6所述的新型碳化硅结势垒肖特基二极管的制作方法，其特征在于：所述第二导电类型结势垒区为长条形。

9.根据权利要求6所述的新型碳化硅结势垒肖特基二极管的制作方法，其特征在于：所述第二导电类型结势垒区为环形。