阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构及其制造方法，包括第一导电类型重掺杂衬底、第一导电类型碳化硅外延体区、第二导电类型体区、第二导电类型材料、阶梯型沟槽、肖特基金属与欧姆金属层；在第一导电类型碳化硅外延体区的上表面开设有阶梯型沟槽，每个阶梯型沟槽至少具有三级，且在从下往上的方向上，阶梯型沟槽的宽度呈逐级增大设置，由肖特基金属填满阶梯型沟槽并覆盖第一导电类型碳化硅外延体区的上表面，阶梯型沟槽的外部由阶梯型第二导电类型体区所包围。本发明专利技术提高了抗突波电流能力，具有更低的器件顺向导通电压，具有更高的器件耐压，具有更低的漏电电流。

【技术实现步骤摘要】
阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构及其制造方法
本专利技术属于第三代宽禁带半导体材料碳化硅肖特基两级管
，具体地说是一种阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构及其制造方法。
技术介绍
在600V-1500V的高压大电流应用市场领域，第三代宽禁带半导体材料领域的碳化硅肖特基两级管，由于较高的耐压，较低的顺向压降，以及快速反向恢复时间等电参数特性，已经逐步取代原有第一代半导体硅材料的PiN两级管。但是第一代平面型碳化硅肖特基SBD两级管也带来一些问题，例如肖特基金属层和碳化硅材料接触面之间的隧道（tunneling）效应和纳米洞（nanopit）缺陷会造成极大的漏电电流，以及较低的抗浪涌能力等困扰；虽然可以利用JBS（JunctionBarrierSchottky）结构设计，来降低器件在反偏电压时的漏电电流问题，也可以采用本公司之前提出新创的阶梯形第二导电类型体区的JBS结构设计，进一步优化调节控制浪涌电流，增强器件的抗浪涌能力。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是克服现有技术中存在的不足，提供一种顺向导通电压低、器件耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构，包括第一导电类型重掺杂衬底（1）、第一导电类型碳化硅外延体区（2）、第二导电类型体区（3）、第二导电类型材料（4）、阶梯型沟槽（5）、肖特基金属（6）与欧姆金属层（7）；/n其特征是：此器件包括一个阶梯型沟槽肖特基金属层区，阶梯型沟槽肖特基金属区位于器件的中心区，阶梯型沟槽肖特基金属区包括半导体基板，半导体基板包括第一导电类型重掺杂碳化硅衬底（1）及位于第一导电类型重掺杂衬底（1）上的第一导电类型碳化硅外延体区（2），在所述第一导电类型碳化硅外延体区（2）的上表面开设有多个阶梯型沟槽（5），每个阶梯型沟槽（5）至少具有三级，且在从下往上的方向上，阶...

【技术特征摘要】
1.一种阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构，包括第一导电类型重掺杂衬底（1）、第一导电类型碳化硅外延体区（2）、第二导电类型体区（3）、第二导电类型材料（4）、阶梯型沟槽（5）、肖特基金属（6）与欧姆金属层（7）；
其特征是：此器件包括一个阶梯型沟槽肖特基金属层区，阶梯型沟槽肖特基金属区位于器件的中心区，阶梯型沟槽肖特基金属区包括半导体基板，半导体基板包括第一导电类型重掺杂碳化硅衬底（1）及位于第一导电类型重掺杂衬底（1）上的第一导电类型碳化硅外延体区（2），在所述第一导电类型碳化硅外延体区（2）的上表面开设有多个阶梯型沟槽（5），每个阶梯型沟槽（5）至少具有三级，且在从下往上的方向上，阶梯型沟槽（5）的宽度呈逐级增大设置，由肖特基金属（6）填满阶梯型沟槽（5）并覆盖第一导电类型碳化硅外延体区（2）的上表面，由肖特基金属层（6）作为器件的阳极；
所述阶梯型沟槽（5）的外部经由热离子注入第二导电类型材料（4）形成的阶梯型第二导电类型体区（3）所包围；所述第一导电类型重掺杂衬底（1）的下表面连接低接触电阻的欧姆金属层（7），由欧姆金属层（7）作为器件的阴极。


2.根据权利要求1所述的阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构，其特征是：所述阶梯型沟槽（5）的每一级深度为0.3~1um。


3.根据权利要求1所述的阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构，其特征是：在所述第一导电类型碳化硅外延体区（2）上方的肖特基金属层（6）的厚度为100–1000Å。


4.根据权利要求1所述的阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构，其特征是：所述第一导电类型重掺杂衬底（1）与第一导电类型碳化硅外延体区（2）为N型导电，第二导电类型体区（3）与第二导电类型材料（4）为P型导电。


5.根据权利要求1所述的阶梯型沟槽碳化硅JBS两级管器件结构，其特征是：所述欧姆金属层（7）的材质为Ti/Ni/Ag合金或者Ti/Ni/Al合金。


6.一种阶梯型沟槽碳化硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彦豪，
申请(专利权)人：苏州凤凰芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32