一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其在外延层上形成沟槽，并在沟槽内设置多晶SiC层，并通过多晶SiC层形成P型网格和P型防护结，由于多晶SiC层为多晶体结构，其在形成P型网格和P型防护结时不需同时施加高压和高温，因此，不会破坏外延层以及P型体的晶体结构，由此改善器件反偏压漏电流、肖特基势垒降低效应的情况。此外，由于多晶体SiC层的设置，改善了阳极金属和P网格层的欧姆接触特性，可以在大电流涌动的情况下有效地防护器件。以在大电流涌动的情况下有效地防护器件。以在大电流涌动的情况下有效地防护器件。

【技术实现步骤摘要】
一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构


[0001]本技术涉及碳化硅功率器件的制备领域，具体涉及一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构。

技术介绍

[0002]碳化硅半导体材料作为高电压与高电流的功率器件，具有其特殊性，因而应用广泛。在碳化硅功率器件中，N型外延层上形成有P型结。目前一般采用离子注入的方式在N型外延层上形成一个P型结，离子注入时的温度需要超过500℃。也就是说，目前碳化硅功率器件的离子注入是在高温下进行的，因为N型外延层为SiC晶体，离子注入会产生比较大的压力，在高温高压容易破坏SiC晶体的结构，从而影响了SiC晶体的半导体性能，进而影响碳化硅功率器件的性能。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其能够提高碳化硅器件的性能。
[0004]为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：
[0005]一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其上设有有源区域和外围区域；
[0006]所述MPS二极管包括SiC基板以及设置在SiC基板上的SiC外延层，在SiC外延层上端形成有多个沟槽，所述沟槽内设有多晶SiC层，在SiC外延层上还形成有多个与多晶SiC层对应的P型结，该P型结由多晶SiC层中的P型掺杂质渗透到SiC外延层形成；位于有源区域的P型结为P型网格，位于外围区域的P型结为P型防护结；
[0007]所述SiC外延层和多晶SiC层上设有绝缘膜，该绝缘膜位于外围区域；所述有源区域和相邻外围区域的部分区域上设有阳极金属，该阳极金属与SiC外延层具有肖特基接触特性、与多晶SiC层层具有欧姆接触特性；所述SiC基板的背面设有阴极金属。
[0008]所述SiC基板为N型SiC基板或P型SiC基板，所述SiC外延层为N型SiC外延层或P型SiC外延层。
[0009]采用上述方案后，本技术的二极管在外延层上形成沟槽，并在沟槽内设置多晶SiC层，并通过多晶SiC层形成P型网格和P型防护结，由于多晶SiC层为多晶体结构，其在形成P型网格和P型防护结时不需同时施加高压和高温，因此，不会破坏外延层以及P型体的晶体结构，由此改善器件反偏压漏电流、肖特基势垒降低效应的情况。此外，由于多晶体SiC层的设置，改善了阳极金属和P网格层的欧姆接触特性，可以在大电流涌动的情况下有效地防护器件。
附图说明
[0010]图1为现有的碳化硅JBS二极管结构示意图；
[0011]图2为本技术的MPS功率器件结构示意图。
具体实施方式
[0012]本技术揭示了一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其包括SiC基板100以及设置在SiC基板100上的SiC外延层101，在SiC外延层101上端形成有多个沟槽110，所述沟槽内设有多晶SiC层，在SiC外延层101上还形成有多个与多晶SiC层对应的P型结，该P型结由多晶SiC层中的P型掺杂质渗透到SiC外延层101形成；位于有源区域的P型结为P型网格102，位于外围区域的P型结为P型防护结103；所述SiC外延层101和多晶SiC层上设有绝缘膜105，该绝缘膜105位于外围区域；所述有源区域和相邻外围区域的部分区域上设有阳极金属106，该阳极金属106与SiC外延层101具有肖特基接触特性、与多晶SiC层层具有欧姆接触特性，SiC基板100的背面设有阴极金属107。
[0013]具体地，如图2所示，P型网格102在 SiC MPS 二极管的有源区域120，P型防护结103位于在SiC MPS二极管的外围121。P型网格102可改善器件反偏电压漏电流、改善阳极金属和 N型SiC 界面108的电场效应。P型防护结103作用在边缘端生成浮动防护，用于改善 MPS 器件的反偏场电压。N
‑
型SiC 外延层101和多晶SiC104在生长绝缘膜105；例如，在图案化顶部绝缘氧化硅薄膜，将有源区域的氧化硅移除。阳极金属106覆盖在有源区域 120和相邻外围部分121上。阳极金属106可以由多层金属层组成，由Ni、Au、Pt、Ti、Al、Nb、Ta 等或组合组成。阳极金属106与N
‑
型SiC 外延层101具有肖特基接触特性、与多晶SiC104具有欧姆接触特性。N型SiC基板100下制备阴极金属107，形成欧姆接触特性。
[0014]本技术的二极管在外延层上形成沟槽，并在沟槽内设置多晶SiC层，并通过多晶SiC层形成P型网格102和P型防护结103，由于多晶SiC层为多晶体结构，其在形成P型网格102和P型防护结103时不需同时施加高压和高温，因此，不会破坏外延层以及P型体的晶体结构，由此改善器件反偏压漏电流、肖特基势垒降低效应的情况。此外，由于多晶体SiC层的设置，改善了阳极金属和P型网格102的欧姆接触特性，可以在大电流涌动的情况下有效地防护器件。
[0015]以上所述，仅是本技术实施例而已，并非对本技术的技术范围作任何限制，故凡是依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本技术技术方案的范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其特征在于：所述MPS二极管上设有有源区域和外围区域；所述MPS二极管包括SiC基板以及设置在SiC基板上的SiC外延层，在SiC外延层上端形成有多个沟槽，所述沟槽内设有多晶SiC层，在SiC外延层上还形成有多个与多晶SiC层对应的P型结，该P型结由多晶SiC层中的P型掺杂质渗透到SiC外延层形成；位于有源区域的P型结为P型网格，位于外围区域的P型结为P型防护结；所述S...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宰年，叶宏伦，钟其龙，刘芝韧，刘崇志，
申请(专利权)人：北京利宝生科技有限公司，
类型：新型
国别省市：