[实用新型]一种碳化硅MPS器件

说明书

本实用新型涉及一种碳化硅MPS器件，包括SiC衬底、SiC外延层、肖特基金属层、第一欧姆接触金属层、第二欧姆接触金属层；有源区设置大致两种规格的P型区，表面面积较大、较宽裕的第一P型区表面覆盖第二欧姆接触金属层，第二欧姆接触金属层位于第一P型区与肖特基金属层之间；表面面积较小、较细狭的第二P型区表面不设第二欧姆接触金属层。在小电流的条件下，电流从有源区的N型区通过；在大电流的条件下，二极管的正向电压升高，第一P型区表面覆盖欧姆接触形成的PiN二极管势垒开启，电流可以从该区域通过，从而提升二极管的浪涌电流能力。

技术领域

本实用新型涉及半导体器件技术领域，更具体地说，涉及一种碳化硅MPS器件。

背景技术

SiC器件相较于传统Si基器件具有工作频率更快，工作损耗更小，工作温度更高等特点，SiC二极管作为SiC功率器件的代表性器件，被广泛应用在功率电源，新能源汽车等领域。

SiC SBD(Schottky Barrier Diode)的正向电压低，工作频率快，没有PiN二极管的反向恢复时间和损耗，但是由于其反向阻断特性较差，工作电压仅能在200V以下，不能满足在 650V/1200V高压领域的需求。

SiC JBS(Junction Barrier Schottky)作为SiC SBD的改进结构，在SBD器件结构基础上增加了有源区的P型注入。通过调节PN比、注入的掺杂浓度和剂量等参数，可以极大减小漏电流，提升JBS器件的反向阻断特性，同时可以提升器件的可靠性。但是由于JBS的浪涌能力较差，且不稳定，所以在部分室外抗雷击测试等高浪涌需求的应用环境中不能满足客户需求。

SiC MPS(Merged PiN Schottky)是将JBS和PiN二极管的特性相结合的一种新的二极管结构，是在有源区的P型注入区域上面形成欧姆接触。在大电流的条件下，PiN二极管的势垒开启，可以进一步提升器件的浪涌电流，满足更高端领域需求。

在现有技术中，SiC MPS通常在有源区形成多个P型注入区，并且在每个P型注入区上面生长欧姆接触金属，但由于现有设备(光刻机)与刻蚀工艺的限制，为了更好地刻蚀出P型注入区，便于生长欧姆接触金属，需要适当增大P型注入区的面积，才能达到更好的工艺窗口，否则过高的深宽比不利于蚀刻与金属生长和刻蚀等相关工序的进行；而且为了保证器件的浪涌电流足够大，电流足够稳定，需要设置足够多的P型注入区，进而直接导致N型导电区域减少，正向导通压降升高，器件导通损耗增加。因此，在保证N型导电区域的大小的情况下，P型注入区的数量需求与小型化设计方向存在相互制约的矛盾。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种碳化硅MPS器件，同时保证了 MPS器件具备良好的正向浪涌能力和正向导通特性，同时避免了欧姆接触的工艺窗口偏窄造成的工艺问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种碳化硅MPS器件，包括SiC衬底、SiC外延层、肖特基金属层、第一欧姆接触金属层、第二欧姆接触金属层；SiC外延层设置于SiC衬底的第一表面；肖特基金属层设置于SiC外延层的有源区表面；第一欧姆接触金属层设置于SiC衬底的第二表面；第二欧姆接触金属层设置于SiC外延层与肖特基金属层之间；SiC外延层设置有有源区，有源区包括至少一个第一P型区、复数第二P型区、N型区；第一P型区表面设有第二欧姆接触金属层，第二欧姆接触金属层位于第一P型区与肖特基金属层之间，第二P型区不设欧姆接触金属层。

作为优选，第一P型区与第二P型区均为条状，任意一个第一P型区表面的宽度大于任意一个第二P型区表面的宽度。

作为优选，第一P型区的宽度相同且等间隔设置；或者，第一P型区的宽度不全相同，相邻第一P型区之间相对边的距离相同。

作为优选，第一P型区与第二P型区均为块状区域，任意一个第一P型区表面的平面面积大于任意一个第二P型区表面的平面面积。