宽带隙的MPS二极管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及宽带隙的混合p

【技术实现步骤摘要】
宽带隙的MPS二极管及其制造方法


[0001]本专利技术涉及宽带隙的混合p
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n/肖特基(MPS)二极管及其制造方法。本专利技术特别涉及碳化硅(SiC)MPS二极管。

技术介绍

[0002]SiC MPS二极管在切换电源应用中显示出巨大的潜力。已知的SiC二极管1的示例如图1所示。已知的二极管1包括具有有源区7的SiC半导体本体。在图1中，半导体本体包括n+衬底2，在n+衬底2上已生长有n
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外延层3。有源区7包括通过离子注入形成的多个非交叠p+触点区域4和n
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剩余区域。二极管1还包括p
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结延伸区域5、钝化层6和钝化层9。有源区7对应于外延层3在二极管1的反向和/或正向操作期间有助于电流流动的部分。
[0003]二极管1包括第一类型的多个触点(多个第一类型的触点)，第一类型的每个触点(每个第一类型的触点)与剩余区域形成肖特基(Schottky)触点(肖特基接触)。第一类型的多个触点包括第一组触点，其中每个触点由第一肖特基势垒高度限定。在图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带隙的混合p
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n/肖特基(MPS)二极管，包括：具有有源区的宽带隙半导体本体，所述有源区包括第二电荷类型的多个非交叠掺杂触点区域、和与所述第二电荷类型不同的第一电荷类型的剩余区域；第一类型的多个触点，所述第一类型的所述多个触点中的每个触点与所述剩余区域形成肖特基触点，所述第一类型的所述多个触点包括第一组触点，其中每个触点由第一肖特基势垒高度限定；第二类型的多个触点，所述第二类型的所述多个触点中的每个触点与相应的掺杂触点区域形成欧姆触点，其中所述相应的掺杂触点区域与所述剩余区域形成相应的PN结，所述第二类型的所述多个触点包括第二组触点，所述第二组触点中的每个触点具有第一欧姆触点电阻，并且所述对应的PN结具有第一阈值电压；其中，所述第一类型的所述多个触点和所述第二类型的所述多个触点电连接；其特征在于：所述第一类型的所述多个触点还包括第三组触点，所述第三组触点中的每个触点由比所述第一肖特基势垒高度高的第二肖特基势垒高度限定；和/或其中，所述第二类型的所述多个触点还包括第四组触点：其中，与所述掺杂触点区域相关联的所述PN结具有第二阈值电压，其中所述掺杂触点区域与所述第四组触点形成欧姆触点，其中与所述掺杂触点区域相关联的所述PN结具有比所述第二阈值电压低的第一阈值电压，其中所述掺杂触点区域与所述第二组触点形成欧姆触点；和/或其中，所述第四组触点中的每个触点的第二欧姆触点电阻高于所述第一欧姆触点电阻。2.根据权利要求1所述的MPS二极管，其中所述MPS二极管被配置为在以下模式中操作，其中，所述MPS二极管上的正向电压增加：第一正向模式，其中在所述第一正向模式下，通过所述第一组触点的电流对应于通过所述MPS二极管的正向电流的至少大部分；额外第一正向模式，其在所述第一正向模式之后，在所述第一类型的所述多个触点还包括第三组触点的情况下，其中在所述额外第一正向模式下，通过所述第一组触点和所述第三组触点的电流对应于通过所述MPS二极管的所述正向电流的至少大部分；第二正向模式，如果存在所述额外第一正向模式，则所述第二正向模式在所述额外第一正向模式之后；如果不存在所述额外第一正向模式，则所述第二正向模式在所述第一正向模式之后，其中在所述第二正向模式中，通过所述第一类型的所述触点和所述第三组触点的电流对应于通过所述MPS二极管的所述正向电流的至少大部分；和额外第二正向模式，其在所述第二正向模式之后，在所述第二类型的所述多个触点还包括第四组触点的情况下，其中在所述额外第二正向模式中，通过所述第一类型的所述多个触点和所述第二类型的所述多个触点的电流对应于通过所述MPS二极管的所述正向电流的至少大部分；其中，所述额外第一正向模式和所述额外第二正向模式中的至少一个是可用的。3.根据前述权利要求中任一项所述的MPS二极管，其中所述第一类型的所述多个触点和/或所述第二类型的所述多个触点至少部分地形成为多个交叉指状线、条带或条。
4.根据前述权利要求中任一项所述的MPS二极管，其中所述第二肖特基势垒高度比所述第一肖特基势垒高度高至少5％，更优选地，高至少10％；和/或其中所述第二触点电阻比所述第一触点电阻大至少5％，更优选地，大至少10％；和/或其中所述第二阈值电压比所述第一阈值电压大至少5％，更优选地，大至少10％。5.根据前述权利要求中任一项所述的MPS二极管，其中与所述第三组触点相对应的掺杂触点区域的掺杂剂浓度比与所述第四组触点相对应的触点区域的掺杂剂浓度大至少10％，更优选地，大至少20％。6.根据前述权利要求中任一项所述的MPS二极管，其中所述第一组触点的金属化层与所述第三组触点的金属化层在以下组中的一个或多个参数方面存在不同，所述组包括使用的金属类型、用于形成肖特基触点的退火时间、和用于形成肖特基触点的退火温度；其中，所述第一组触点的所述金属化层优选地包括Al、Ti、Mo和W中的一种或组合；其中，所述第三组触点的所述金属化层优选地包括Ti、Ni、Au和Pt中的一种或组合；和/或其中，所述第二组触点的金属化层与所述第四组触点的金属化层在以下组中的一个或多个参数方面存在不同，所述组包括使用的金属类型、用于形成欧姆触点的退火时间、和用于形成欧姆触点的退火温度；其中，所述第二组触点的所述金属化层优选地包括Ni、Ti、Al、Si、Co和NiSi中的一种或组合；其中，所述第四组触点的所述金属化层优选地包括Ti、TiN、Ta、Mo、Pd和Ge中的一种或组合。7.根据前述权利要求中任一项所述的MPS二极管，其中所述半导体本体包括所述第一电荷类型的半导体衬底、和生长在所述半导体衬底上的所述第一电荷类型的外延层，其中所述有源区形...

【专利技术属性】
技术研发人员：马西莫，
申请(专利权)人：安世有限公司，
类型：发明
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