一种大电流SiC肖特基功率二极管及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大电流SiC肖特基功率二极管，包括衬底、隔离层以及外延层；外延层的第一区域中部刻有阴极凹槽，一端刻有倒梯形开口，第二区域以及阴极凹槽表面有N+注入区；阴极凹槽两侧的外延层有两个P+注入区，一个覆盖第一钝化层，另一个部分覆盖第二钝化层，部分覆盖阳极欧姆接触金属层；还包括：阴极欧姆接触金属层，覆盖在N+注入区的正上方且填满阴极凹槽；阳极肖特基金属层，堆叠在第一区域的最上方且堆满倒梯形开口，与阳极欧姆接触金属层和二个P+注入区一起形成PIN结构；阴极欧姆接触金属层和阳极肖特基金属层之间有中间介质。本发明专利技术提升了高工作电压下的4H

【技术实现步骤摘要】
一种大电流SiC肖特基功率二极管及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，具体涉及一种大电流SiC肖特基功率二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]SiC(碳化硅)常见的晶体类型有3C、4H以及6H等。其中，4H
‑
SiC因其质量好、价格低的特点，是制造电力电子功率器件的不二之选。
[0003]4H
‑
SiC肖特基功率二极管适用于整流、逆变等功率系统中，是目前电动汽车、工业控制、高铁等新型产业能源转换系统中不可或缺的新型功率元器件之一。随着功率容量的不断提升，4H
‑
SiC肖特基功率二极管的工作电压和工作电流也要随之进一步提升。
[0004]现有的4H
‑
SiC功率肖特基功率二极管中，为了实现较高的工作电压(大于3000V)，大多是通过加厚其外延层来实现的，3000V以上的工作电压需要外延层的厚度在30μm以上。然而，当外延层的厚度大于20μm时，SiC外延工艺将使得4H
‑
SiC肖特基功率二极管的性能和良率大幅下降，给高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大电流SiC肖特基功率二极管，其特征在于，包括：N型4H
‑
SiC衬底(1)；P型4H
‑
SiC隔离层(2)，覆盖在所述N型4H
‑
SiC衬底(1)上方；N型4H
‑
SiC外延层(3)，覆盖在所述P型4H
‑
SiC隔离层(2)上方；所述N型4H
‑
SiC外延层(3)的厚度为2μm～4μm；其中，所述N型4H
‑
SiC外延层(3)沿z方向分为两个区域，其中第一区域沿x方向的中部刻有阴极凹槽(4)，且沿x方向的一端刻掉上角形成倒梯形开口(12)，第二区域以及所述阴极凹槽(4)均从表面注入氮元素形成连续的N+注入区(5)；沿x方向在所述阴极凹槽(4)两侧的N型4H
‑
SiC外延层(3)的部分表面注入铝元素形成两个P+注入区(6)，其中第一个P+注入区(6)上方覆盖第一钝化层(7)，第二个P+注入区(6)上方靠近所述阴极凹槽(4)的部分覆盖第二钝化层，其余部分覆盖阳极欧姆接触金属层(8)；所述第一个P+注入区(6)位于所述倒梯形开口(12)和所述阴极凹槽(4)之间；所述P+注入区(6)和所述N+注入区(5)不相接；所述SiC肖特基功率二极管还包括：阴极欧姆接触金属层(9)、阳极肖特基金属层(10)以及该两者之间的中间介质(11)；其中，所述阴极欧姆接触金属层(9)，覆盖在所述N+注入区(5)的正上方，且填满所述阴极凹槽(4)；所述第一钝化层(7)、所述第二钝化层均和所述阴极凹槽(4)正上方突出的阴极欧姆接触金属层(9)水平相接；所述阳极肖特基金属层(10)，堆叠在所述第一区域的最上方，且堆满所述倒梯形开口(12)，所述阳极肖特基金属层(10)与所述阳极欧姆接触金属层(8)电连接，以和所述阳极欧姆接触金属层(8)以及所述第二个P+注入区(6)形成PIN结构。2.根据权利要求1所述的SiC肖特基功率二极管，其特征在于，所述阴极凹槽(4)包括：矩形阴极凹槽或倒梯形阴极凹槽；其中，所述矩形阴极凹槽的深度为0.3μm～0.5μm，宽度为5μm～10μm；所述倒梯形阴极凹槽的深度为0.3μm～0.5μm，底部宽度为5μm～10μm，底部内角的角度为80
°±5°
。3.根据权利要求1所述的SiC肖特基功率二极管，其特征在于，所述倒梯形开口(12)的深度为0.3μm～0.5μm，底部宽度为2μm～6μm，底部内角的角度为80
°±5°
。4.根据权利要求1所述的SiC肖特基功率二极管，其特征在于，沿x...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，
申请(专利权)人：瑶芯微电子科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：