一种新型n-i-p-n半台面垂直结构的碳化硅雪崩二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型n‑i‑p‑n半台面垂直结构的碳化硅雪崩二极管及其制备方法。本申请碳化硅雪崩二极管，为n‑i‑p‑n结构，从下到上依次包括：下金属接触电极、n型导电SiC衬底、p型SiC接触层、i型SiC雪崩层、n型SiC过渡层、n+型SiC接触层和上金属接触电极，其中，n型SiC过渡层和n+型SiC接触层形成下大上小的台面状，n型SiC过渡层的下表面面积小于i型SiC雪崩层上表面面积，n型SiC过渡层的外围、n+型SiC接触层的外围、及没有被n型SiC过渡层覆盖的i型SiC雪崩层的上表面均设有钝化层。本发明专利技术减小了刻蚀损伤，提高了器件性价比；器件可以采用质量更好的n型欧姆接触；提高了器件工作效率，降低了雪崩噪声，减少了引出导线数量，降低了器件成本。

Silicon carbide avalanche diode and preparation method of vertical structure of a new type of n i p n half table

Silicon carbide avalanche diode and the preparation method of the invention discloses a novel n i p n semi table vertical structure. The application of silicon carbide avalanche diode, n i p n structure, including from bottom to top, a lower metal contact electrode, N conductive substrate, SiC type P SiC type I SiC contact layer, n layer, avalanche type SiC transition layer and n+ type SiC contact layer and the metal contact electrode, wherein N, SiC off the table shaped transition layer and n+ type SiC contact layer formed under the big small, under the surface area of N type SiC transition layer is smaller than the surface area of I type SiC avalanche layer, peripheral type n+, type n SiC SiC contact layer transition layer, and the periphery is not on the surface of I SiC n SiC avalanche layer transition layer covering the passivation layer are provided. The invention reduces the etching damage and improves the performance price ratio of the device. The device can adopt the N type ohmic contact with better quality, improve the work efficiency of the device, reduce the avalanche noise, reduce the number of lead wires, and reduce the device cost.

【技术实现步骤摘要】
一种新型n-i-p-n半台面垂直结构的碳化硅雪崩二极管及其制备方法
本专利技术涉及一种新型n-i-p-n半台面垂直结构的碳化硅雪崩二极管及其制备方法，属于碳化硅雪崩二极管领域。
技术介绍
作为第三代宽禁带半导体的代表之一，碳化硅(SiC)具有宽带隙、高击穿场强、高电子饱和速度、高热导率以及化学稳定性好等优良特性。近年来随着国内外对SiC材料的大量研发投入，材料质量和制造工艺技术都显著提高，使其成为制备高功率、高温度、以及高效率紫外雪崩探测器件(APD)的优选材料。其中，4H-SiC半导体材料的禁带宽度为3.26eV，是制备可见光盲紫外APD(响应边<400nm)的优选材料；基于4H-SiC材料的紫外APD与传统的硅基紫外APD相比，4H-SiCAPD具有更高的灵敏度、更低的暗电流和更好的高温稳定性，不需要使用昂贵的冷却系统；与紫外光电倍增管相比，4H-SiCAPD具有体重小、功耗低、量子效率高、便于集成以及无需加装昂贵的滤光片等优点。基于4H-SiCAPD以上显著的综合优势，近年来这一前沿方向一直是国内外半导体领域竞相研究和开发的热点。常规SiC紫外APD产品已经进入市本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型n‑i‑p‑n半台面垂直电极结构的碳化硅雪崩二极管，其特征在于：为n‑i‑p‑n结构；新型n‑i‑p‑n半台面垂直电极结构的碳化硅雪崩二极管从下到上依次包括：下金属接触电极、n型导电SiC衬底、p型SiC接触层、i型SiC雪崩层、n型SiC过渡层、n+型SiC接触层和上金属接触电极，其中，n型SiC过渡层和n+型SiC接触层形成下大上小的台面状，n型SiC过渡层的下表面面积小于i型SiC雪崩层上表面面积，n型SiC过渡层的外围、n+型SiC接触层的外围、及没有被n型SiC过渡层覆盖的i型SiC雪崩层的上表面均设有钝化层。

【技术特征摘要】
1.一种新型n-i-p-n半台面垂直电极结构的碳化硅雪崩二极管，其特征在于：为n-i-p-n结构；新型n-i-p-n半台面垂直电极结构的碳化硅雪崩二极管从下到上依次包括：下金属接触电极、n型导电SiC衬底、p型SiC接触层、i型SiC雪崩层、n型SiC过渡层、n+型SiC接触层和上金属接触电极，其中，n型SiC过渡层和n+型SiC接触层形成下大上小的台面状，n型SiC过渡层的下表面面积小于i型SiC雪崩层上表面面积，n型SiC过渡层的外围、n+型SiC接触层的外围、及没有被n型SiC过渡层覆盖的i型SiC雪崩层的上表面均设有钝化层。2.如权利要求1所述的新型n-i-p-n半台面垂直电极结构的碳化硅雪崩二极管，其特征在于：上、下金属接触电极的厚度均为0.1-10μm。3.如权利要求1或2所述的新型n-i-p-n半台面垂直电极结构的碳化硅雪崩二极管，其特征在于：n型导电SiC衬底的厚为50-500μm；p型SiC接触层的厚度为1-20μm；i型SiC雪崩层的厚度为0.2-2μm；n型SiC过渡层的厚度为0.1-0.5μm；n+型SiC接触层的厚度为0.1-0.5μm。4.如权利要求1或2所述的新型n-i-p-n半台面垂直电极结构的碳化硅雪崩二极管，其特征在于：台面的底角小于45°。5.如权利要求1或2所述的新型n-i-p-n半台面垂直电极结构的碳化硅雪崩二极管，其特征在于：上、下金属接触电极的结构相同，均包括依次相接的：Ni层...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆海，蔡小龙，李良辉，周东，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32