沟槽JBS/MPS二极管制造技术

本实用新型专利技术提供了一种沟槽JBS/MPS二极管，包括：N+衬底层；N

【技术实现步骤摘要】
沟槽JBS/MPS二极管


[0001]本技术涉及电子元器件
，具体地，涉及一种沟槽JBS/MPS二极管。

技术介绍

[0002]随着电力电子技术的迅速发展,肖特基二极管(SBD)和PiN二极管为主的传统二极管己无法满足高频、大功率、低功耗的市场需求,前者击穿电压低、反向漏电大,而后者高频特性较差。由此结势垒肖特基二极管(JBS)应运而生,该结构将SBD结构和PiN结构巧妙地结合在一起,具有高耐压、低压降、小漏电、高频特性好及强抗过压和浪涌电流能力。被广泛应用于开关电源(SMPS)、功率因数校正(PFC)、变压器次级以及漏电保护(RCD)等电路中,具有巨大的应用价值和广阔的市场前景。
[0003]专利文献CN109509706A公开了一种碳化硅二极管的制备方法，利用该技术方案制备的碳化硅二极管具备基本结构及性能，但针对沟槽结构的电场集中的问题未能进行有效解决。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种沟槽JBS/MPS二极管。
[0005]根据本技术提供的一种沟槽JBS/MPS二极管，包括：
[0006]N+衬底层1；
[0007]N
‑
外延层2，设置于所述N+衬底层1的上表面，所述N
‑
外延层2的上部设置有沟槽6；
[0008]P+区3，设置于所述沟槽6的底面；
[0009]N+区4，设置于所述N
‑
外延层2的上表面、所述P+区3的上表面以及所述沟槽6的侧壁，位于所述P+区3的上表面的所述N+区4的部分开设有欧姆接触或肖特基接触图形，露出部分所述P+区3。
[0010]优选地，还包括：
[0011]阳极5设置于所述N+区4的上表面，通过所述欧姆接触或肖特基接触图形与所述P+区3连接；
[0012]阴极7设置于所述N+衬底层1的下表面。
[0013]优选地，所述N+衬底层1为碳化硅N+衬底层，所述N
‑
外延层2为碳化硅N
‑
外延层所述N+区4为碳化硅N+区。
[0014]优选地，所述沟槽(6)的深度为1
‑
4μm，所述沟槽(6)的宽度为2
‑
5μm。
[0015]优选地，所述N+衬底层(1)的厚度为200
‑
400μm。
[0016]优选地，所述N
‑
外延层(2)的厚度为5
‑
20μm。
[0017]优选地，所述N+区(4)的厚度为0.3
‑
2μm。
[0018]与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果：
[0019]本技术通过源区设置沟槽结构及多层外延工艺使器件在工作时具有峰值电场的沟槽底部尖端位置受到P+区的保护，改善沟槽底部电场分布，降低尖端位置的峰值电
场，从而能够有效降低尖端位置承受的更高电场强度，避免尖端位置提前击穿，既保留了一般沟槽结构的电流优势，又使得器件获得更高的击穿电压，提高产品可靠性。
附图说明
[0020]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0021]图1为本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0022]下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本技术的保护范围。
[0023]实施例1
[0024]如图1所示，一种沟槽JBS/MPS二极管，包括：N+衬底层1，设置于N+衬底层1的上表面的N
‑
外延层2，N
‑
外延层2的上部设置有沟槽6，设置于沟槽6的底面的P+区3，设置于N
‑
外延层2的上表面、P+区3的上表面以及沟槽6的侧壁的N+区4，位于P+区3的上表面的N+区4的部分开设有欧姆接触或肖特基接触图形，露出部分P+区3。阳极5设置于N+区4的上表面，通过欧姆接触或肖特基接触图形与P+区3连接，阴极7设置于N+衬底层1的下表面。N+衬底层1和N
‑
外延层2都采用碳化硅。
[0025]实施例2
[0026]本实施例提供的一种沟槽JBS/MPS二极管的制造方法，包括：
[0027]步骤1.在碳化硅的N+衬底层1的上表面生长碳化硅的N
‑
外延层2。
[0028]更具体的，N+衬底层1为N型导电材料，厚度200
‑
400μm；N
‑
外延层2为N型碳化硅导电材料，厚度5
‑
20μm，掺杂浓度为10
15
‑
10
16
cm
‑3。
[0029]步骤2，N
‑
外延层2上生长保护层二氧化硅，二氧化硅通过淀积实现，并通过光刻胶的涂布曝光显影工艺进行刻蚀处理，形成源区窗口，通过源区沟槽刻蚀，形成沟槽6。
[0030]更具体的，保护层二氧化硅厚度1
‑
2μm，沟槽深度1
‑
4μm，沟槽宽度2
‑
5μm。
[0031]步骤3，进行P+注入，形成P+区3，并去除保护层二氧化硅。
[0032]更具体的，P型离子为AL离子或硼离子，注入温度为300
‑
700度，注入能量60
‑
500kev。
[0033]保护层二氧化硅去除后，可采用清洗液清洗，并采用去离子水进行反复清洗、氮气吹干、烘干等过程；
[0034]步骤4，淀积碳膜，并进行注入后的高温退火激活。
[0035]更具体的，碳膜厚度10
‑
1000nm，碳膜可以通过溅射或涂布PR胶实现；高温退火激活温度1300
‑
2000度，使用惰性气体如氩气，但不限于氮气等。
[0036]步骤5，在源区沟槽6上通过外延设备生长N+区4，厚度为0.3
‑
2μm，掺杂浓度为10
15
‑
10
16
。
[0037]步骤6，通过光刻胶的涂布曝光显影工艺进行刻蚀处理，刻蚀出源极欧姆接触或肖
特基接触图形，进行金属淀积，形成正面金属，作为阳极5。
[0038]更具体的，淀积金属不限于TI、NI、AG、AL、AU。
[0039]步骤7，正面金属形成后，对碳化硅片进行研磨减薄，将碳化硅片厚度减薄至100
‑
400μm。
[0040]步骤8，在碳化硅片背面进行背面金属淀积，作为阴极7。
[0041]更具体的，镍作为欧姆接触层，厚度50nm到1000nm。背面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种沟槽JBS/MPS二极管，其特征在于，包括：N+衬底层(1)；N
‑
外延层(2)，设置于所述N+衬底层(1)的上表面，所述N
‑
外延层(2)的上部设置有沟槽(6)；P+区(3)，设置于所述沟槽(6)的底面；N+区(4)，设置于所述N
‑
外延层(2)的上表面、所述P+区(3)的上表面以及所述沟槽(6)的侧壁，位于所述P+区(3)的上表面的所述N+区(4)的部分开设有欧姆接触或肖特基接触图形，露出部分所述P+区(3)。2.根据权利要求1所述的沟槽JBS/MPS二极管，其特征在于，还包括：阳极(5)设置于所述N+区(4)的上表面，通过所述欧姆接触或肖特基接触图形与所述P+区(3)连接；阴极(7)设置于所述N+衬底层(1)的下表面。3.根据权利要求1所述的沟槽JBS/MPS二极管，其特征在于，所述N+...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志勇，杨碧博，廖奇泊，
申请(专利权)人：北京绿能芯创电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：