一种提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构及制备方法，该结构包括第一导电类型碳化硅衬底、位于碳化硅衬底上的漂移层，以及阳极电极和以及阴极电极，其特征在于，漂移区表面具有第二导电类型主结、位于主结一侧的第二导电类型浮空场限环，以及位于主结另一侧的第二导电类型窄有源注入区和第二导电类型宽有源注入区；第二导电类型宽有源注入区的宽度大于第二导电类型窄有源注入区的宽度；第二导电类型主结和第二导电类型浮空场限环的表面掺杂浓度低于有源区内部；第二导电类型窄有源注入区的浪涌开启电压高于第二导电类型宽有源注入区。本发明专利技术可使得有源区内部均匀发生雪崩，提高了器件抗雪崩能力。

【技术实现步骤摘要】
一种提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构及制备方法
本专利技术涉及半导体器件技术，尤其是一种提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构及制备方法。
技术介绍
SiC材料禁带宽度大、击穿电场高、饱和漂移速度和热导率大，这些材料优越性能使其成为制作高功率、高频、耐高温、抗辐射器件的理想材料。碳化硅肖特基二极管具有击穿电压高、电流密度大、工作频率高等一系列优点，因此发展前景非常广泛。目前碳化硅肖特基二极管面临的主要问题之一就是提高器件抗浪涌和雪崩能力。为了实现较高的器件阻断性能，碳化硅肖特基二极管通过离子注入的方法在有源区表面实现了P型掺杂区，通过夹断作用降低表面电场，同时通过P型注入区的导通降低浪涌电流产生的正向压降，进而提高器件的抗浪涌能力，防止器件烧毁。仿真证明P型掺杂区的宽度越大，PN结开启电压越低。为了保证器件有源区和终端保护区电场分布情况的相对独立，主结宽度远大于有源区内部P型掺杂区宽度。随着正向电压的提高，主结部分最早开启，由于少子参与导电，器件导通电流迅速增大，因此器件大部分的浪涌电流集中在主结部分，同时主结部分只有部分金属化，过于集中的浪涌电流将造成器件烧毁。有源区内部P型区由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构，包括第一导电类型碳化硅衬底、位于碳化硅衬底上的漂移层，以及阳极电极和以及阴极电极，其特征在于，漂移区表面具有第二导电类型主结、位于主结一侧的第二导电类型浮空场限环，以及位于主结另一侧的第二导电类型窄有源注入区和第二导电类型宽有源注入区；所述第二导电类型宽有源注入区的宽度大于第二导电类型窄有源注入区的宽度；所述第二导电类型主结和第二导电类型浮空场限环的表面掺杂浓度低于有源区内部；所述第二导电类型窄有源注入区的浪涌开启电压高于第二导电类型宽有源注入区。

【技术特征摘要】
1.一种提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构，包括第一导电类型碳化硅衬底、位于碳化硅衬底上的漂移层，以及阳极电极和以及阴极电极，其特征在于，漂移区表面具有第二导电类型主结、位于主结一侧的第二导电类型浮空场限环，以及位于主结另一侧的第二导电类型窄有源注入区和第二导电类型宽有源注入区；所述第二导电类型宽有源注入区的宽度大于第二导电类型窄有源注入区的宽度；所述第二导电类型主结和第二导电类型浮空场限环的表面掺杂浓度低于有源区内部；所述第二导电类型窄有源注入区的浪涌开启电压高于第二导电类型宽有源注入区。2.根据权利要求1所述的提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述第二导电类型窄有源注入区为多个。3.根据权利要求1所述的提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，相邻第二导电类型窄有源注入区之间的间隙、相邻第二导电类型宽有源注入区之间的间隙，以及第二导电类型窄有源注入区和第二导电类型宽有源注入区之间的间隙相等。4.根据权利要求1所述的提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述第二导电类型宽有源注入区的宽度为1~4微米。5.一种权利要求1所述提高浪涌能力的碳化硅肖特基二极管结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在具有第一导电类型的碳化硅漂移层的表面形成具有第二导电类型主结，及位于主结一侧的第二导电类型浮空场限环；在主结另一侧形成第二导电类型窄有源注入区和第二导电类型宽有源注入区；所述第二导电类型宽有源注入区的宽度大于第二导电类型窄有源注入区的宽度；所述第二导电类型主结和第二导电类型浮空场限环的表面掺杂浓度低于有源区内部；所述第二导电类型窄有源注入...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄润华，柏松，刘奥，陈刚，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32