[发明专利]多级沟槽肖特基二极管及其制作方法

说明书

本申请公开了一种多级沟槽肖特基二极管及其制作方法，肖特基二极管包括：外延片，包括半导体基底以及位于半导体基底表面上的外延层；设置在外延层背离半导体基底一侧的深沟槽，包括在第一方向上依次排布的多个子沟槽；第一方向为深沟槽的开口指向底部的方向；相邻的两个子沟槽中，靠近深沟槽底部的子沟槽的宽度小于远离深沟槽底部的子沟槽的宽度；深沟槽的侧壁以及底部具有掺杂层；外延层背离半导体基底一侧表面内具有包围深沟槽开口的电场缓冲区，与掺杂层接触；位于半导体基底背离外延层一侧的阴极；位于深沟槽内的填充结构以及阳极，填充结构位于阳极与深沟槽的底部之间；掺杂层以及电场缓冲区均是与外延层反型掺杂。

技术领域

本申请涉及肖特基二极管技术领域，更具体的，涉及一种多级沟槽肖特基二极管及其制作方法。

背景技术

随着科学技术的不断发展，越来越多的电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

电子设备实现各种功能的主要结构是集成电路，而肖特基二极管是集成电路的重要组成电子元件。SiC作为近十几年来迅速发展的宽禁带半导体材料，与其它半导体材料，比如Si、GaN及GaAs相比，SiC材料具有宽禁带、高热导率、高载流子饱和迁移率、高功率密度等优点。SiC可以热氧化生成二氧化硅，使得SiC MOSFET及SBD(Schottky barrier diodes，肖特基二极管)等功率器件和电路的实现成为可能。自20世纪90年代以来，SiC MOSFET和SBD等功率器件已在开关稳压电源、高频加热、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛的应用。

由于碳化硅材料的特性，如果要实现较大注入深度的掺杂，高能量的离子注入会导致其晶格损伤。为了在碳化硅材料中进行较大深度的掺杂区域，需要通过在碳化硅材料中形成深沟槽，通过在深沟槽的表面形成掺杂层作为掺杂区域。但是，由于深沟槽的深度较大，导致所述深沟槽内的掺杂层厚度不均匀，影响器件的性能。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种多级沟槽肖特基二极管及其制作方法，方案如下：

一种多级沟槽肖特基二极管，包括：

外延片，所述外延片包括半导体基底以及位于所述半导体基底表面上的外延层；

设置在所述外延层背离所述半导体基底一侧的深沟槽；所述深沟槽包括在第一方向上依次排布的多个子沟槽；所述第一方向为所述深沟槽的开口指向底部的方向；相邻的两个子沟槽中，靠近所述深沟槽底部的子沟槽的宽度小于远离所述深沟槽底部的子沟槽的宽度；

所述深沟槽的侧壁以及底部具有掺杂层；

所述外延层背离所述半导体基底一侧表面内具有包围所述深沟槽开口的电场缓冲区，所述电场缓冲区与所述掺杂层接触；

位于所述半导体基底背离所述外延层一侧的阴极；

位于所述深沟槽内的填充结构以及阳极，所述填充结构位于所述阳极与所述深沟槽的底部之间；

其中，所述掺杂层以及所述电场缓冲区均是与所述外延层反型掺杂。

优选的，在上述多级沟槽肖特基二极管中，在所述第一方向上，所述深沟槽包括：第一部分深沟槽和第二部分深沟槽；

所述阳极填充所述第一部分深沟槽，与所述第一部分沟槽的侧壁欧姆接触；

所述填充结构填充所述第二部分深沟槽。

优选的，在上述多级沟槽肖特基二极管中，所述深沟槽具有n个所述子沟槽，n为大于1的正整数；

在所述第一方向上，所述第一部分深沟槽至少包括前n-1个子沟槽。

优选的，在上述多级沟槽肖特基二极管中，所述第一部分深沟槽还包括部分第n个子沟槽。