[发明专利]一种碳化硅二极管及其制造方法

权利要求书

1.一种碳化硅二极管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备衬底，N型碳化硅衬底，厚度350um，掺杂浓度1e19/cm³；

生长外延，在N型碳化硅衬底上生长N型碳化硅外延，厚度10±2um，掺杂浓度1e15～1e16/cm³；

在N型碳化硅外延上表面生长由第一氧化层、多晶硅、第二氧化层构成的复合层；

第一氧化层为热氧化层，厚度30±5nm，所述多晶硅的厚度为100±20nm；

第二氧化层为化学气相淀积工艺生长的氧化层，厚度2000±200nm；

采用高温退火工艺对所述第二氧化层进行致密化处理，工艺温度为850～1000摄氏度，工艺时间为30～60分钟；

采用光刻、刻蚀工艺，去除第一设定区域的第二氧化层和多晶硅，然后去除光刻胶；以所述第二氧化层和多晶硅为掩蔽层，在高温环境下，多次离子注入，形成第一P+掺杂区，所述多次注入为3～5次，注入的掺杂物质为铝；

在所述碳化硅外延层之中形成深度为1.5±0.2um为第一P+掺杂区；

在第一设定区域形成的第一P+掺杂区，包括元胞区的若干个第一P+掺杂区和保护环区的若干个第一P+掺杂区；

去除所述第一氧化层、多晶硅、第二氧化层，采用湿法腐蚀的工艺去除，采用淀积工艺，生长由第三氧化层和镍构成的复合层；

采用光刻、刻蚀工艺，去除第二设定区域的镍和第三氧化层，去除光刻胶；

以所述镍和第三氧化层为掩蔽层，采用干法刻蚀工艺，在第二设定区域的碳化硅外延层之中形成第一沟槽；所述第二设定区域仅位于元胞区，且在元胞区与第一设定区域一一对应，且其尺寸小于第一设定区域，在器件的元胞区，形成的第一沟槽都位于所述第一P+掺杂区之中且尺寸小于所述第一P+掺杂区；

去除所述镍，采用湿法腐蚀的工艺去除，保留第三氧化层；

采用离子注入工艺，在第一沟槽底部的第一P+掺杂区的下方形成深度更大，横向尺寸更宽的第二P+掺杂区；

去除所述第三氧化层，在表面生长碳膜，高温退火从而激活所述第一P+掺杂区和第二P+掺杂区中的掺杂物质，随后去除碳膜；

生长金属镍，将所述第一沟槽填满；

采用CMP工艺去除所述第一沟槽之外的金属镍，保留第一沟槽之中的金属镍；采用合金工艺使得所述第一沟槽中的金属镍与第一P+掺杂区形成欧姆接触。

2.根据权利要求1所述的一种碳化硅二极管的制造方法，其特征在于，上述步骤之后还包括如下步骤：

淀积第四氧化层，采用光刻、刻蚀工艺去除第三设定区域的第四氧化层，以第四氧化层为掩蔽层，采用干法刻蚀工艺在碳化硅外延层之中形成第二沟槽；所述第三设定区域位于器件的元胞区，且与上述第一设定区域完全不重合，即在元胞区的第一设定区域之外形成所述第二沟槽；

去除所述第四氧化层，采用湿法腐蚀的工艺去除；

生长第五氧化层，采用光刻、刻蚀工艺去除元胞区的第五氧化层；

采用物理气相淀积工艺，生长金属钛，采用合金工艺使得金属钛与元胞区的碳化硅外延层表面形成肖特基势垒；

制作正面金属层，具体可以为3.0±0.3um的铝层；

制作钝化层，具体可以为氧化层、氮化硅、聚酰亚胺构成的复合层；

背面研磨和背面金属化。

3.根据权利要求2所述的一种碳化硅二极管的制造方法，其特征在于，包括：

所述高温环境，温度为500±30摄氏度，所述第三氧化层的厚度为500±100nm，所述镍的厚度为100±10nm，所述第一沟槽的宽度为1±0.1um，所述第一沟槽的深度为1±0.1um，所述第二沟槽的宽度为2±0.2um，所述第一沟槽的深度为0.5±0.1um。

4.采用如权利要求2所述的一种碳化硅二极管的制造方法制成的一种碳化硅二极管，其特征在于，包括碳化硅外延层和肖特基势垒，所述肖特基势垒在所述碳化硅外延层表面形成。