[实用新型]一种碳化硅二极管器件

说明书

本实用新型提供了一种碳化硅二极管器件，其元胞结构包括：自上而下以此设置阳极金属、p型外延层、n型漂移层、n+衬底以及阴极金属，所述p型外延层顶部设有接触槽，所述阳极金属底部设有突起部，所述接触槽与所述突起部相互匹配，解决结势垒肖特基二极管中，由于pn结区域的存在，导通状态下器件有效导通面积较小，导致导通电阻较高的问题。

技术领域

本实用新型涉及一种碳化硅二极管器件。

背景技术

碳化硅是一种新兴的第三代半导体材料，具有良好的物理特性和电学特性，被广泛地用于制备高压大功率和高温抗辐照电子器件。碳化硅肖特基二极管是最早实现商业化的碳化硅半导体器件，常见的商业化肖特基二极管为肖特基势垒二极管(SchottkyBarrier Diodes)和结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky Diodes)。

传统的结势垒肖特基二极管利用反偏PN结的空间电荷区为SBD结构承受反向偏压，从而能够在保证阻断电压的基础上，适当降低肖特基势垒高度以降低正向压降，同时减小二极管反偏漏电。然而，由于在结势垒肖特基二极管中，离子注入结区域并不能够导电，因此器件的有效导通面积减小了，这一缺点限制了JBS器件导通电流密度的进一步提高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种碳化硅二极管器件，解决结势垒肖特基二极管中，由于pn结区域的存在，导通状态下器件有效导通面积较小，导致导通电阻较高的问题。

本实用新型是这样实现的：一种碳化硅二极管器件，其元胞结构包括：自上而下以此设置阳极金属、p型外延层、n型漂移层、n+衬底以及阴极金属，所述p型外延层顶部设有接触槽，所述阳极金属底部设有突起部，所述接触槽与所述突起部相互匹配。

进一步地，所述n型漂移层的掺杂浓度范围为2×10¹⁴cm^-3至1×10¹⁶cm^-3，所述n型漂移层的厚度为5um至200um。

进一步地，所述p型外延层的掺杂浓度大于等于1×10¹⁹cm^-3。

进一步地，所述p型外延层的厚度为0.2um至1um，所述接触槽的宽度为4um至16um，所述接触槽底部至n型漂移层顶部距离小于等于5nm。

进一步地，所述阳极金属为Ni或Ti，所述阴极金属为Ni。

进一步地，所述阳极金属的宽度14um至46um。

本实用新型的优点在于：本实用新型一种碳化硅二极管器件，可应用于广泛的电压范围，具有良好的导通特性和反向恢复特性。该结构的制备工艺与常规碳化硅二级管器件兼容，由于在相同器件面积的情况下，具有更大的电流导通面积；

并且，本实用新型在常规SBD器件的基础上，引入高掺杂的p型阳极区域，使器件在正向导通时，载流子能够通过隧穿效应通过p型区域；在反向阻断状态下，外延pn结承受反向偏压，相比于SBD和JBS器件利用肖特基结承受反向偏压，该二极管利用pn结承受反偏电压，能够降低阻断状态下的漏电流。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型实施例的碳化硅二极管器件元胞结构示意图。

图2为本实用新型实施例的步骤流程图。

图3为本实用新型实施例提供的一种碳化硅二极管器件的制造方法中形成接触槽的示意图一。

图4为本实用新型实施例提供的一种碳化硅二极管器件的制造方法中形成接触槽的示意图二。