[发明专利]变掺杂JBS结构的半导体器件

说明书

本发明公开了一种变掺杂JBS结构的半导体器件，该半导体器件包括阴极、衬底、外延层、P区和阳极，所述阴极、衬底、外延层、阳极从下到上依次设置，在所述外延层上沿横向设置若干个P区；每个所述P区包括采用不同掺杂浓度的P₁区、P₂区，所述P₂区设置在P₁区上方，并且面向阳极。本发明将P区分为n个区域，并且采用不同的掺杂浓度，从而可以更好的调控电场，获得更强的反向耐压能力。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，具体涉及一种变掺杂JBS结构的半导体器件。

背景技术

目前，功率器件的工艺与应用渐渐成熟，在高温、高压、高辐射等领域应用广泛，第一代半导体Si、Ge，第二代半导体GaAs、InP等材料由于自身的物理结构和性质在这些领域很难发展。所以，第三代半导体材料SiC、GaN等材料开始进入人们的视野，Ⅲ族氮化物为代表的新一代宽禁带半导体材料发展迅速，具有较大的禁带宽度、较高的电子饱和速度、较高的临界击穿场强、高热导率和化学性质稳定的优点，在短波长、大功率电子器件领域应用广泛，GaN材料作为宽禁带半导体材料的典型代表，非常适合制备高温高压、抗辐射、高频大功率器件，在航空航天、雷达、通信等领域得到了广泛应用。

对于功率二极管来说，目前主要有PiN二极管、SBD二极管和JBS二极管。因为有少子注入效应，PiN二极管具有较小的导通电阻与更大的电流导通能力。但是，PiN二极管的开启电压计较大，SBD二极管具有较小的开启电压，但其反向击穿电压也较低，JBS二极管因为处于正向偏置时，肖特基二极管首先导通，处于反向偏置时，pn结形成的耗尽区会向沟道区扩展，耗尽区交叠之后沟道会被夹断，形成势垒，此时增加的反向电压会由耗尽层来支撑。所以JBS二极管具有二者的优势，即较小的开启电压以及较大的击穿电压。尽管这些二极管具有诸多优势，但其仍不能满足当前设备的要求。

对于某些特定的电路以及特定的系统，需要更强的反向耐压能力，普通JBS结构并不能承受更大的反向电压。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种变掺杂JBS结构的半导体器件。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种变掺杂JBS结构的半导体器件，该半导体器件包括阴极、衬底、外延层、P区和阳极，所述阴极、衬底、外延层、阳极从下到上依次设置，在所述外延层上沿横向设置若干个P区；每个所述P区包括采用不同掺杂浓度的P₁区、P₂区，所述P₂区设置在P₁区上方，并且面向阳极。

上述方案中，每个所述P区包括n个P_n区，n个P_n区从下到上依次叠加设置，每个P_n区采用不同掺杂浓度，并且位于最上方的P_n区面向阳极。

上述方案中，所述外延层包括采用不同掺杂浓度的N₁区、N₂区，所述N₂区设置在N₁区上方，并且面向阳极，所述N₂区设置在P区的间隙中。

上述方案中，所述外延层包括m个N_m区，m个N_m区从下到上依次设置，并且每个N_m区采用不同掺杂浓度，并且位于最上方的N_m区面向阳极，所述N_m区设置在P区的间隙中。

上述方案中，所述阴极采用厚度为22/140/55/45nm的Ti/Al/Ni/Au，或者厚度为22/140/50/45nm的Ti/Al/Pt/Au，并且与衬底形成欧姆接触。

上述方案中，所述衬底为掺杂浓度为1×10¹⁵～1×10¹⁸的n型SiC或GaN。