[发明专利]一种沟槽型SiC JBS二极管器件及其制备方法有效

专利信息
申请号: 202010734362.9 申请日: 2020-07-27
公开(公告)号: CN111799338B 公开(公告)日: 2021-09-24
发明(设计)人: 袁昊;刘延聪;何艳静;胡彦飞;宋庆文;汤晓燕;张玉明 申请(专利权)人: 西安电子科技大学
主分类号: H01L29/872 分类号: H01L29/872;H01L29/868;H01L21/329;H01L29/06;H01L29/16
代理公司: 西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙) 61223 代理人: 徐云侠
地址: 710071 陕*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 一种 沟槽 sic jbs 二极管 器件 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种沟槽型SiC JBS二极管器件,包括自下而上依次设置的阴极(5)、N+衬底(4)、N-外延层(3)、P+注入区(2)和阳极(1),其特征在于:

两个所述P+注入区(2)之间设置有沟槽结构(7),所述沟槽结构(7)位于两个P+注入区(2)之间的肖特基接触界面下方,所述沟槽结构(7)的深度小于所述P+注入区(2)的深度;

所述沟槽结构(7)两侧与所述P+注入区(2)之间分别设有N+掺杂区(6),所述N+掺杂区(6)的深度小于所述沟槽结构(7)的深度;

所述沟槽型SiC JBS二极管器件的制备方法,包括以下步骤:

S1、在N+衬底(4)上通过外延生长形成N-外延层(3);

S2、在N-外延层(3)上制备SiO2掩模层,用光刻刻蚀工艺形成掩模图形,通过Al离子注入手段形成P+注入区(2);

S3、清洗掉注入掩模层,在表面形成新的掩模层,用光刻刻蚀工艺形成掩模图形,通过P离子注入手段形成N+掺杂区(6);

S4、清洗掉注入掩模层,在表面形成新的掩膜层,用光刻刻蚀工艺形成掩模图形,再通过ICP刻蚀的方法形成沟槽结构(7);

S5、在N-外延层(3)表面进行碳膜保护,通过高温退火对注入离子进行激活,通过氧化方法去除碳膜;

S6、淀积SiO2形成隔离介质,光刻刻蚀开出P+注入区(2)肖特基接触区域,在外延片正面和背面淀积肖特基接触金属,同时在正面沟槽结构(7)刻蚀形成肖特基接触窗口,淀积肖特基金属,通过光刻刻蚀工艺形成电极图形,并通过低温快速热退火工艺在沟槽结构(7)形成肖特基接触;

S7、在外延片正面和背面通过淀积金属工艺形成厚电极。

2.根据权利要求1所述的沟槽型SiC JBS二极管器件,其特征在于,所述沟槽结构(7)的深度为0.5~1μm,所述沟槽结构(7)的深度与所述P+注入区(2)的深度差值为0.1~3μm,宽度为1~3μm。

3.根据权利要求1所述的沟槽型SiC JBS二极管器件,其特征在于,所述沟槽结构(7)边缘与两个P+注入区(2)的间距均为0.2~0.8μm。

4.根据权利要求1所述的沟槽型SiC JBS二极管器件,其特征在于,所述N+掺杂区(6)的深度为0.2~0.4μm。

5.根据权利要求1所述的沟槽型SiC JBS二极管器件,其特征在于,两个所述N+掺杂区(6)的两端分别与相邻的P+注入区(2)和沟槽结构(7)边缘相连。

6.根据权利要求1所述的沟槽型SiC JBS二极管器件,其特征在于,所述N+掺杂区(6)的浓度为5×1016atom/cm3~1×1017atom/cm3

7.根据权利要求1所述的沟槽型SiC JBS二极管器件,其特征在于,与所述肖特基接触界面接触的金属为Ti或Ni。

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