[发明专利]具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构及其制造方法

权利要求书

1.一种具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构，包括平面型肖特基金属区和氧化层保护区，平面型肖特基金属区位于器件的中心区；所述平面型肖特基金属区包括半导体基板，半导体基板包括第一导电类型重掺杂衬底（1）及位于第一导电类型重掺杂衬底（1）的上表面的第一导电类型外延层（2），其特征是：在第一导电类型外延层（2）的上表面内设有呈阶梯形结构的第二导电类型体区（3），第二导电类型体区（3）的宽度从下往上呈逐层增大设置，每个第二导电类型体区（3）均由第二导电类型材料（4）构成，在第一导电类型外延层（2）与第二导电类型体区（3）的上表面设有氧化层（5）与肖特基金属层（6），氧化层（5）包围肖特基金属层（6），在肖特基金属层（6）和氧化层（5）的左端结合界面下方以及右端结合界面下方均设有一个第二导电类型体区（3），在肖特基金属层（6）和氧化层（5）的左右两端结合界面之间还至少设有一个第二导电类型体区（3），在第一导电类型重掺杂衬底（1）的下表面设有欧姆金属层（7）；所述肖特基金属层（6）作为器件的阳极，欧姆金属层（7）作为器件的阴极。

2.根据权利要求1所述的具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构，其特征是：所述第一导电类型重掺杂衬底（1）与第一导电类型外延层（2）为N型导电，第二导电类型体区（3）与第二导电类型材料（4）为P型导电材料。

3.根据权利要求1所述的具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构，其特征是：所述肖特基金属层（6）为平面型，且肖特基金属层（6）的厚度为100–1000Å。

4.根据权利要求1所述的具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构，其特征是：所述氧化层（5）位于芯片周围，包围并且保护第一导电类型外延层（2）和位于器件中间的肖特基金属层（6）。

5.根据权利要求1所述的具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构，其特征是：位于最左侧和最右侧的第二导电类型体区（3）作为保护器件的终端外环。

6.根据权利要求1所述的具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构，其特征是：所述第一导电类型重掺杂衬底（1）和第一导电类型外延层（2）均为碳化硅材质。

7.根据权利要求1或3所述的具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构，其特征是：所述肖特基金属层（6）的厚度小于氧化层（5）的厚度。

8.根据权利要求1所述的具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构，其特征是：所述欧姆金属层（7）的材质为Ti/Ni/Ag合金或者Ti/Ni/Al合金。

9.一种具有阶梯形结构的JBS两级管器件结构的制造方法包括以下步骤：

步骤一. 提供第一导电类型重掺杂衬底（1），在第一导电类型重掺杂衬底（1）上生长第一导电类型外延层（2），第一导电类型外延层（2）的上表面为第一主面，第一导电类型重掺杂衬底（1）的下表面为第二主面；

步骤二. 通过器件设计的图形化光刻板的遮挡，对第一主面进行第一次高温高能离子注入第二导电类型材料（4），在第一导电类型外延层（2）内形成多个第一层的第二导电类型体区（3），注入结束后采用湿法腐蚀或是热HF去掉表面氧化层；

步骤三. 通过器件设计的图形化光刻板的遮挡，对第一主面进行至少两次高温高能离子注入第二导电类型材料（4），每一次注入的深度小于上一次注入的深度，每一次注入的宽度大于上一次注入的宽度，在第一导电类型外延层（2）内再形成至少两层的第二导电类型体区（3），使得由多次高温高能离子注入第二导电类型材料（4）而形成的第二导电类型体区（3）呈阶梯型结构，该阶梯型结构的宽度从下往上呈逐层增大设置，每一次注入结束后采用湿法腐蚀或是热HF去掉表面氧化层，最后一次清除表面氧化层后，采用热氮气清除表面残留的杂质；

步骤四. 采用热氧化工艺，在第一导电类型外延层（2）和第二导电类型体区（3）的上方生长一层氧化层（5）；

步骤五. 在图形化光刻板的遮挡下，在氧化层（5）的中间进行干法蚀刻，形成中间的肖特基金属区和边缘的氧化层保护区；

步骤六. 在肖特基金属区内镀上一层肖特基金属材料，形成肖特基金属层（6）；

步骤七. 在第二主面镀上一层低电阻值的欧姆金属材料，形成欧姆金属层（7），欧姆金属层（7）作为器件的阴极。