The invention discloses a silicon carbide Schottky device with composite groove structure, which has a groove with composite structure, a P-type doping zone at the top of the groove, an insulating layer zone at the side wall of the groove, a P-type doping zone at the bottom of the groove, and a P-type doping zone at the bottom of the groove consisting of two or more doped groove bottom angles superposed by dislocation etching, which is more than the traditional groove-type JBS Schottky device. It is easy to realize deep, narrow grooves with large radius of bottom corner curvature and optimize device performance. In addition, the process of the SiC Schottky device is compatible with the process of the traditional grooved JBS Schottky device and easy to realize.
【技术实现步骤摘要】
一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件及其制造方法
本专利技术涉及到碳化硅肖特基器件及其制造流程，主要涉及一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件及其制造方法。
技术介绍
碳化硅材料作为第三代半导体材料，作为宽禁带材料，其具有高击穿电场强度、高导热率、高饱和速度的特性，使碳化硅器件具有高压、高速高效的“三高”特点，使其成为发展的新选择。碳化硅肖特基器件属于单极器件，其反向恢复时间极短，可广泛应用于高频整流电路中，碳化硅肖特基器件具有低的正向饱和压降的特点，功耗低，被广泛应用。传统硅基肖特基器件，由于其反向工作电压的局限性，一般只能做300V以下的产品，使其应用范围受限；而碳化硅肖特基器件反向工作电压可以高达3300V，补充了肖特基器件的工作电压范围，即碳化硅肖特基器件扩展了肖特基器件的应用领域，使肖特基器件可以工作在更高的工作电压范围内。碳化硅肖特基器件在600V-1700V的工作范围内，与传统的硅基快恢复二极管重叠，但碳化硅肖特基器件较硅基快恢复二极管比，具有更快的工作频率、更小的功耗及小型化等优点，碳化硅肖特基器件在性能上完胜硅基快恢复二极管，使碳化硅肖特基器件...
【技术保护点】
1.一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件，其特征在于结构包括：在重掺杂的碳化硅层N+上有一层低掺杂浓度的碳化硅外延层N‑,N‑外延层上有刻有沟槽，所有沟槽内的顶角、沟槽底及底角区域有通过注入掺杂形成的P型区，在沟槽顶角处形成顶角P型区6，具有保护肖特基势垒结边缘效应作用，在沟槽底角与沟槽侧壁相接处形成第一个底角P型区61、在沟槽底部形成第二个底角P型区62，第一个底角P型区61与第二个底角P型区62形成错位叠加结构，可通过多次侧壁绝缘层的错位保护层刻蚀，经过注入掺杂，形成多个底角错位叠加的复合底角P型区；所有沟槽侧壁有第一类薄绝缘层81，器件无厚绝缘层保护的中间区域为源区...
【技术特征摘要】
1.一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件，其特征在于结构包括：在重掺杂的碳化硅层N+上有一层低掺杂浓度的碳化硅外延层N-,N-外延层上有刻有沟槽，所有沟槽内的顶角、沟槽底及底角区域有通过注入掺杂形成的P型区，在沟槽顶角处形成顶角P型区6，具有保护肖特基势垒结边缘效应作用，在沟槽底角与沟槽侧壁相接处形成第一个底角P型区61、在沟槽底部形成第二个底角P型区62，第一个底角P型区61与第二个底角P型区62形成错位叠加结构，可通过多次侧壁绝缘层的错位保护层刻蚀，经过注入掺杂，形成多个底角错位叠加的复合底角P型区；所有沟槽侧壁有第一类薄绝缘层81，器件无厚绝缘层保护的中间区域为源区，源区内的沟槽侧壁只有第一类绝缘层薄81形成保护栅板，而源区外的沟槽侧壁在第一类薄绝缘层81外还有一层与第一类绝缘层为异质的绝缘层83和与第一类绝缘层为同质的绝缘层82保护，源区外的沟槽之间的外延层N-表面上有与第一类绝缘层为同质的厚的绝缘层8保护；源区内无绝缘层保护的沟槽之间外延层N-表面、源区内P型区与肖特基势垒金属通过高温合金形成合金层，因P型区表面有高浓度的杂质掺杂，形成欧姆接触层71，而外延层N-表面的掺杂浓度低，形成肖特基势垒层7；器件上表面淀积金属层，通过光刻、金属腐蚀形成正面金属图形，与源区相连的金属区形成器件的阳极金属电极9，边缘的金属区91与阳极金属电极9不相连，分别形成器件的金属场板；器件的底部金属层形成器件的阴极金属电极10。2.如权利要求1所述一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件，其特征在于：具有复合结构的沟槽，沟槽的顶部有P型掺杂区，沟槽侧壁有绝缘层区，沟槽底部有P型掺杂区，沟槽底部P型掺杂区是由2个或多个掺杂的错位叠加刻蚀的沟槽底角构成。3.如权利要求1所述一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件的制造方法，其特征在于：可形成具有复合结构沟槽的一种具有复合沟槽结构的碳化硅肖特基器件的制造流程，包括如下步骤：A、在重掺杂的碳化硅材料N+上，通过外延技术生长一层低掺杂浓度的碳化硅外延层N-层，通过热氧化先生长一薄层的第一类绝缘层，再通过LPCVD淀积，形成一层厚的与第一类绝缘层为同质的绝缘层，此绝缘层作为加工过程的硬掩蔽层和最终器件的场板，经过第一次光刻、各向异性刻蚀第一类绝缘层、去胶工步，形成刻开窗口区，进行P型杂质采用零度角高能注入掺杂，在表层形成P型掺杂区；B、通过第二次LPCVD淀积形成一层牺牲用与第一类绝缘层为同质的绝缘层，再采用各向异性刻蚀第一类绝缘层，将第二次淀积的第一类绝缘层刻净，窗口区露出碳化硅外延层N-,由于采用各向异性刻蚀，水平方向的第二次淀积的第一类绝缘层将的保留，在第一次刻开窗口区的第一类绝缘层侧壁形成SPACE即“侧墙”，第一次刻开的窗口区将缩小，之后再进行碳化硅沟槽刻蚀，物理刻蚀和化学刻蚀混合刻蚀，形成碳化硅沟槽；第二次P型杂质采用零度角高能注入...
【专利技术属性】
技术研发人员：关世瑛，王金秋，
申请(专利权)人：上海芯石半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
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