[发明专利]一种基于金刚石的SiC PIN二极管及其制造方法

说明书

本发明提供了一种基于金刚石的SiCPIN二极管及其制造方法，所述二极管包括：一N型欧姆电极；一N型重掺杂半导体传输层，所述N型重掺杂半导体传输层的下侧面连接至所述N型欧姆电极的上侧面；一N型掺杂金刚石耐压提高层，所述N型掺杂金刚石耐压提高层的下侧面连接至所述N型重掺杂半导体传输层的上侧面；一N型本征层，所述N型本征层的下侧面连接至所述N型掺杂金刚石耐压提高层的上侧面；一P型重掺杂半导体传输层，所述P型重掺杂半导体传输层下侧面连接至所述N型本征层的上侧面；及，一P型欧姆电极，所述P型欧姆电极的下侧面连接至所述P型重掺杂半导体传输层的上侧面，大大提高了二极管的耐压耐电流能力。

技术领域

本发明涉及一种基于金刚石的SiC PIN二极管及其制造方法。

背景技术

SiC器件碳化硅(SiC)材料因其优越的物理特性，广泛受到人们的关注和研究。其高温大功率电子器件具备输入阻抗高、开关速度快、工作频率高、耐高温高压等优点，在开关稳压电源、高频加热、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛应用。

但是限于材料特性，其禁带宽度一定，在实现较大耐压时需牺牲电流能力，故高耐压等级SiC PIN二极管电流能力都相对较小。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种基于金刚石的SiC PIN二极管及其制造方法，提高SiC PIN二极管的电流能力以及电压能力。

本发明之一是这样实现的：一种基于金刚石的耐压耐电流SiC PIN二极管，包括：

一N型欧姆电极；

一N型重掺杂半导体传输层，所述N型重掺杂半导体传输层的下侧面连接至所述N型欧姆电极的上侧面；

一N型掺杂金刚石耐压提高层，所述N型掺杂金刚石耐压提高层的下侧面连接至所述N型重掺杂半导体传输层的上侧面；

一N型本征层，所述N型本征层的下侧面连接至所述N型掺杂金刚石耐压提高层的上侧面；

一P型重掺杂半导体传输层，所述P型重掺杂半导体传输层下侧面连接至所述N型本征层的上侧面；

以及，一P型欧姆电极，所述P型欧姆电极的下侧面连接至所述P型重掺杂半导体传输层的上侧面；

所述N型掺杂金刚石耐压提高层掺杂浓度为N型本征层的4倍。

进一步地，所述N型掺杂金刚石耐压提高层的厚度是1.2至3微米，所述N型本征层厚度为3微米。

进一步地，所述N型掺杂金刚石耐压提高层的掺杂浓度为4*10¹⁷cm^-3。

进一步地，所述N型掺杂金刚石耐压提高层为N型金刚石。

本发明之二是这样实现的：一种基于金刚石的SiC PIN二极管的制造方法，具体包括如下步骤：

步骤1、将SiC外延晶片进行处理，除去表面异物，形成衬底；

步骤2、在所述衬底表面上外延生长N型重掺杂半导体传输层；

步骤3、在所述N型重掺杂半导体传输层外延生长N型掺杂金刚石耐压提高层；

步骤4、在所述N型掺杂金刚石耐压提高层上外延生长N型SiC本征层；

步骤5、在所述N型SiC本征层上外延生长P型重掺杂半导体传输层；

步骤6、通过衬底去除工艺去除按照以上步骤所得的衬底；

步骤7、在N型重掺杂半导体传输层上蒸镀并光刻制作出N型欧姆电极，再在P型重掺杂半导体传输层上蒸镀并光刻制作出P型欧姆电极。