一种降低正向压降的肖特基二极管及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种降低正向压降的肖特基二极管，第一导电类型碳化硅漂移层一，位于第一导电类型碳化硅衬底的正面；一第一导电类型碳化硅漂移层二，位于第一导电类型碳化硅漂移层一上；第二导电类型的有源注入区以及第二导电类型JTE注入区设于第一导电类型碳化硅漂移层一以及第一导电类型碳化硅漂移层二上；一场氧层，位于第一导电类型碳化硅漂移层二上；一正面接触金属，正面接触金属设于第一导电类型碳化硅漂移层二的正面，且正面接触金属一侧面连接至场氧层一侧面；一背面接触金属，位于第一导电类型碳化硅衬底的背面，本发明专利技术还提供一种降低正向压降的碳化硅肖特基二极管的制备方法；在降低正向压降的同时可以兼顾器件的反向漏电流。

【技术实现步骤摘要】
一种降低正向压降的肖特基二极管及制备方法
本专利技术涉及一种降低正向压降的肖特基二极管及制备方法。
技术介绍
碳化硅作为第三代宽禁带半导体材料，由于具有高临界击穿电场、高热导率、高电子饱和漂移速度等特点，使其在高温、高压、高频领域的应用具有很大优势。目前，碳化硅肖特基二极管已经在很多领域得到了广泛应用，降低系统损耗也一直是应用中特别关注的，对于碳化硅肖特基二极管，降低正向压降可以有效地降低系统中的导通态损耗，而正向压降由开启电压和导通电阻两个因素决定。目前，在比导通电阻得到优化的同时降低开启电压，可以进一步降低正向压降。传统技术中，采用具有低功函数的金属作为肖特基接触金属，可以形成低的肖特基势垒高度，降低器件的开启电压，但同时会增大器件的反向漏电流。对于肖特基二极管，权衡正向压降和反向漏电流这两个特性是至关重要的。但由于金属的功函数是不连续的，只能形成有限的几个肖特基势垒高度。现有技术中，大多采用Ti作为肖特基接触金属，为了降低开启电压，可以采用比Ti功函数低且最接近Ti的金属Al作为肖特基接触金属，但Al会形成很低的肖特基势垒高度，导致器件产生很大的反向漏电流。因为金属的功函数是不连续的，所以采用传统的技术很难找到一种功函数合适的金属，可以在降低开启电压的基础上兼顾反向漏电流。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种降低正向压降的肖特基二极管及制备方法，通过优化漂移层的掺杂浓度找到一个合适的肖特基势垒高度，从而降低碳化硅肖特基二极管的开启电压，在降低正向压降的同时可以兼顾器件的反向漏电流。本专利技术之一是这样实现的：一种降低正向压降的肖特基二极管，包括一第一导电类型碳化硅衬底；一第一导电类型碳化硅漂移层一，位于所述第一导电类型碳化硅衬底的正面；一第一导电类型碳化硅漂移层二，位于所述第一导电类型碳化硅漂移层一上；至少一个第二导电类型的有源注入区，所述第二导电类型的有源注入区设于所述第一导电类型碳化硅漂移层一以及第一导电类型碳化硅漂移层二上；一第二导电类型JTE注入区，设于所述第一导电类型碳化硅漂移层一以及第一导电类型碳化硅漂移层二上；一场氧层，位于所述第一导电类型碳化硅漂移层二上，所述场氧层覆盖所述第二导电类型JTE注入区，所述场氧层的宽度小于所述第一导电类型碳化硅漂移层一的宽度，且所述场氧层的宽度大于所述第二导电类型JTE注入区的宽度；一正面接触金属，所述正面接触金属设于所述第一导电类型碳化硅漂移层二的正面，且所述正面接触金属一侧面连接至所述场氧层一侧面，且所述正面接触金属的宽度等于所述第一导电类型碳化硅漂移层一的宽度减去所述场氧层的宽度；以及，一背面接触金属，位于所述第一导电类型碳化硅衬底的背面。进一步地，所述的第一导电类型碳化硅漂移层二，厚度0.01～0.5um之间，浓度5E17cm-3～5E19cm-3。进一步地，所述第二导电类型的有源注入区的注入宽度为0.1～10微米，注入深度为0.1～5微米，且需大于所述第一导电类型碳化硅漂移层二的厚度。进一步地，所述第二导电类型JTE注入区的掺杂浓度低于第二导电类型的有源注入区的掺杂浓度，所述第二导电类型JTE注入区的注入深度为0.1～5微米。进一步地，所述的场氧层厚度为0.1～5微米。进一步地，所述的正面金属的接触包含有欧姆接触及肖特基接触，所述正面金属为Ti、Ni、Al、Ag、Pt、Au、Mo、Wu、或氧化物类金属，或者所述正面金属为Ti、Ni、Al、Ag、Pt、Au、Mo及Wu中几种金属共同使用。进一步地，所述的背面金属的接触为欧姆接触，所述背面金属为Ti、Ni、Al、Ag、Pt、Au、Mo、Wu、或氧化物类金属。本专利技术之二是这样实现的：一种降低正向压降的碳化硅肖特基二极管的制备方法，包括以下步骤：S1、在第一导电类型碳化硅衬底上形成第一导电类型碳化硅漂移层一和第一导电类型碳化硅漂移层二；S2、在所述第一导电类型碳化硅漂移层二上制作第一注入掩膜；S3、通过离子注入形成第二导电类型的有源注入区；S4、去除第一注入掩膜；S5、在所述第一导电类型碳化硅漂移层一上制作第二注入掩膜；S6、通过离子注入形成第二导电类型JTE注入区；S7、去除第二注入掩膜；S8、在所述第一导电类型碳化硅漂移层二上溅射碳膜，并进行大于1600℃的高温退火；S9、去除碳膜；S10、在所述第一导电类型碳化硅漂移层二上制作场氧层；S11、制作正面接触金属和背面接触金属。本专利技术的优点在于：本专利技术采用双漂移层的方法，即在低掺杂浓度的漂移层上面增加一层高掺杂浓度的漂移层并通过控制其浓度来进行金属和半导体之间的有效势垒高度的调整。由于漂移层的掺杂浓度可以连续变化，所以使得肖特基势垒高度的连续变化变为可能。这样，可以通过优化漂移层的掺杂浓度找到一个合适的肖特基势垒高度，从而降低碳化硅肖特基二极管的开启电压，在降低正向压降的同时可以兼顾器件的反向漏电流。附图说明下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术一种降低正向压降的肖特基二极管的结构示意图。具体实施方式请参阅图1所示，本专利技术降低正向压降的肖特基二极管，包括一第一导电类型碳化硅衬底1；一第一导电类型碳化硅漂移层一2，位于所述第一导电类型碳化硅衬底1的正面；一第一导电类型碳化硅漂移层二3，位于所述第一导电类型碳化硅漂移层一2上；至少一个第二导电类型的有源注入区4，所述第二导电类型的有源注入区4设于所述第一导电类型碳化硅漂移层一2以及第一导电类型碳化硅漂移层二3上；一第二导电类型JTE注入区5，设于所述第一导电类型碳化硅漂移层一2以及第一导电类型碳化硅漂移层二3上；一场氧层6，位于所述第一导电类型碳化硅漂移层二3上，所述场氧层6覆盖所述第二导电类型JTE注入区5，所述场氧层6的宽度小于所述第一导电类型碳化硅漂移层一2的宽度，且所述场氧层6的宽度大于所述第二导电类型JTE注入区5的宽度；一正面接触金属8，所述正面接触金属8设于所述第一导电类型碳化硅漂移层二3的正面，且所述正面接触金属8一侧面连接至所述场氧层6一侧面，且所述正面接触金属8的宽度等于所述第一导电类型碳化硅漂移层一2的宽度减去所述场氧层6的宽度；以及，一背面接触金属7，位于所述第一导电类型碳化硅衬底1的背面。所述的第一导电类型碳化硅漂移层二3，厚度0.01～0.5um之间，浓度5E17cm-3～5E19cm-3。所述第二导电类型的有源注入区4的注入宽度为0.1～10微米，注入深度为0.1～5微米，且需大于所述第一导电类型碳化硅漂移层二3的厚度。所述第二导电类型JTE注入区5的掺杂浓度低于第二导电类型的有源注入区4的掺杂浓度，所述第二导电类型JTE注入区5的注入深度为0.1～5微米，提高器件反向耐压。所述的场氧层6厚度为0.1～5微米，提高器件可靠性。所述的正面金属的接触包含有欧姆接触及肖特基接触，所述正面金属为Ti、Ni、Al、Ag、Pt、Au、Mo、Wu、或氧化物类金属，或者所述正面金属为Ti、Ni、Al、Ag、Pt、Au、Mo及Wu中几种金属共同使用。所述的背面金属的接触为欧姆接触，所述背面金属为Ti、Ni、Al、Ag、Pt、Au、Mo、Wu、或氧化物类金属。其中，JTE注入区旁边设有一有源注入区，该有源注入区的宽度大于其他的有源注入区，并且贴在其旁边，方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低正向压降的肖特基二极管，其特征在于：包括一第一导电类型碳化硅衬底；一第一导电类型碳化硅漂移层一，位于所述第一导电类型碳化硅衬底的正面；一第一导电类型碳化硅漂移层二，位于所述第一导电类型碳化硅漂移层一上；至少一个第二导电类型的有源注入区，所述第二导电类型的有源注入区设于所述第一导电类型碳化硅漂移层一以及第一导电类型碳化硅漂移层二上；一第二导电类型JTE注入区，设于所述第一导电类型碳化硅漂移层一以及第一导电类型碳化硅漂移层二上；一场氧层，位于所述第一导电类型碳化硅漂移层二上，所述场氧层覆盖所述第二导电类型JTE注入区，所述场氧层的宽度小于所述第一导电类型碳化硅漂移层一的宽度，且所述场氧层的宽度大于所述第二导电类型JTE注入区的宽度；一正面接触金属，所述正面接触金属设于所述第一导电类型碳化硅漂移层二的正面，且所述正面接触金属一侧面连接至所述场氧层一侧面，且所述正面接触金属的宽度等于所述第一导电类型碳化硅漂移层一的宽度减去所述场氧层的宽度；以及，一背面接触金属，位于所述第一导电类型碳化硅衬底的背面。

【技术特征摘要】
1.一种降低正向压降的肖特基二极管，其特征在于：包括一第一导电类型碳化硅衬底；一第一导电类型碳化硅漂移层一，位于所述第一导电类型碳化硅衬底的正面；一第一导电类型碳化硅漂移层二，位于所述第一导电类型碳化硅漂移层一上；至少一个第二导电类型的有源注入区，所述第二导电类型的有源注入区设于所述第一导电类型碳化硅漂移层一以及第一导电类型碳化硅漂移层二上；一第二导电类型JTE注入区，设于所述第一导电类型碳化硅漂移层一以及第一导电类型碳化硅漂移层二上；一场氧层，位于所述第一导电类型碳化硅漂移层二上，所述场氧层覆盖所述第二导电类型JTE注入区，所述场氧层的宽度小于所述第一导电类型碳化硅漂移层一的宽度，且所述场氧层的宽度大于所述第二导电类型JTE注入区的宽度；一正面接触金属，所述正面接触金属设于所述第一导电类型碳化硅漂移层二的正面，且所述正面接触金属一侧面连接至所述场氧层一侧面，且所述正面接触金属的宽度等于所述第一导电类型碳化硅漂移层一的宽度减去所述场氧层的宽度；以及，一背面接触金属，位于所述第一导电类型碳化硅衬底的背面。2.如权利要求1所述的一种降低正向压降的肖特基二极管，其特征在于：所述的第一导电类型碳化硅漂移层二，厚度0.01～0.5um之间，浓度5E17cm-3～5E19cm-3。3.如权利要求1所述的一种降低正向压降的肖特基二极管，其特征在于：所述第二导电类型的有源注入区的注入宽度为0.1～10微米，注入深度为0.1～5微米，且需大于所述第一导电类型碳化硅漂移层二的厚度。4.如权利要求1所述的一种降低正向压降的肖特基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑜洁，刘刚，宋安英，
申请(专利权)人：泰科天润半导体科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11