一种采用氮化碳P型层的JBS二极管制备方法技术

本发明专利技术属于半导体发光器件领域，提供了一种采用氮化碳P型层的JBS二极管制备方法，包括以下步骤：S1：在N

【技术实现步骤摘要】
一种采用氮化碳P型层的JBS二极管制备方法


[0001]本专利技术属于半导体发光器件领域，具体地说是一种采用氮化碳P型层的JBS二极管制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，作为第三代半导体材料的碳化硅(SiC)，由于其具有禁带宽度大，击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势，被广泛应用于高电压、高频率场景。但随之而来的是对具有更小的开启电压，更大的导通电流以及更高开关速度的整流器的需要。JBS(junction barrier schottky，结势垒肖特基)二极管是一种兼具了pin二极管和肖特基二极管优点的器件，其正向特性类似于肖特基二极管，具有小开启电压、大导通电流、快开关速度的优点；而反向特性则更像pin二极管，具有低漏电流、高击穿电压的优点，被广泛应用于SiC大功率高压环境中，能够充分发挥SiC器件的优势。
[0003]在当前的技术中，为了制作出常规的JBS器件，我们通常需要利用金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)，离子注入等方式进行器件的制备。综合考虑成本和设备的使用情况后，发现此方法存在沉积速率慢，效率低下且成本较高的问题，在使用一段时间后就要对设备的工艺腔室清洗保养，低效且成本较高。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种采用氮化碳P型层的JBS二极管制备方法，以解决现有技术中存在沉积速率慢，效率低下且成本较高的问题，在使用一段时间后就要对设备的工艺腔室清洗保养，低效且成本较高等问题。
[0005]一种采用氮化碳P型层的JBS二极管制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1：在N
+
衬底上通过MOCVD外延生长形成N
‑
外延层；
[0007]S2：通过PECVD在N
‑
外延层上生长一层SiO2掩模层，然后进行涂胶操作，涂胶以后用掩模板光刻并曝光，在N
‑
外延层上得到两个沟槽图案以用于P型材料沟槽的刻蚀；
[0008]S3：将器件进行ICP刻蚀，并刻蚀出两个沟槽；
[0009]S4：如有残胶对器件进行去胶处理，如没有残胶可直接将器件放入BOE中用于去除剩余的SiO2，得到沟槽型的N
‑
外延层；
[0010]S5：对沟槽型的N
‑
外延层进行旋胶处理，然后进行掩模和曝光处理；
[0011]S6：制备P型氮化碳前驱体；
[0012]S7：在惰性气体保护的800℃条件下，在Cu
‑
N4位点上形成C
‑
C偶联中间体，获得P型掺杂的氮化碳，将N
‑
外延层上倒扣在盛有P型氮化碳前驱体的容器上，并放入管式炉在N2条件下800℃加热4小时并降温至室温，将前驱体中的离子蒸镀到N
‑
外延层之上，在降温过程前驱体中的离子发生缩聚反应，并最终在N
‑
外延上形成P型氮化碳薄膜；
[0013]S8：电极蒸镀处理，在器件表面蒸镀一层Ti/Al金属充当正极，在器件背面蒸镀一层Ni/Al充当器件的负极。
[0014]优选的，所述步骤S6中，制备P型氮化碳前驱体的方法为，将体积比为2:1的质量百分数为50％的单氰胺与0.2mol/L的氯化铜进行混合，其中氯化铜作为铜离子来源。
[0015]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0016]1、本专利技术通过将非金属P型化合物取代传统的依赖MOCVD或离子注入机获取的P型层的技术，此改动不仅使得工艺流程的成本大大降低、节约了成本和时间，且提高了工艺的效率。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的JBS器件制备流程示意图；
[0018]图2为本专利技术的器件在光学显微镜下的图像；
[0019]图3为本专利技术的JBS器件的耐压曲线。
[0020]图中：
[0021]1、N
+
衬底；2、N
‑
外延层；3、Ti/Al层；4、Ni/Al层。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。
[0023]实施例一：如附图1至附图3所示：本专利技术提供一种采用氮化碳P型层的JBS二极管制备方法，包括以下步骤：
[0024]S1：在N
+
衬底1上通过MOCVD外延生长形成N
‑
外延层2；
[0025]S2：通过PECVD在N
‑
外延层2上生长一层SiO2掩模层，然后进行涂胶操作，涂胶以后用掩模板光刻并曝光，在N
‑
外延层2上得到两个沟槽图案以用于P型材料沟槽的刻蚀；
[0026]S3：将器件进行ICP刻蚀，沟槽上由于没有光刻胶的保护将会比有胶的部分刻蚀的更深，因此会如预期刻蚀出两个沟槽；
[0027]S4：如有残胶对器件进行去胶处理，如没有残胶可直接将器件放入BOE中用于去除剩余的SiO2，得到沟槽型的N
‑
外延层2；
[0028]S5：对器件此时的沟槽型的N
‑
外延层2进行旋胶处理，然后进行掩模和曝光处理，在显影之后除了沟槽部分其它部分将都有光刻胶成分；
[0029]S6：制备P型氮化碳(P
‑
C3N4)前驱体；
[0030]S7：在惰性气体保护的800℃条件下，在Cu
‑
N4位点上形成C
‑
C偶联中间体，获得P型掺杂的氮化碳，将N
‑
外延层2上倒扣在盛有P型氮化碳前驱体的容器上，并放入管式炉在N2条件下800℃加热4小时并降温至室温，将前驱体中的离子蒸镀到N
‑
外延层2之上，在降温过程前驱体中的离子发生缩聚反应，并最终在N
‑
外延层2上形成P型氮化碳薄膜；
[0031]S8：电极蒸镀处理，在器件表面蒸镀一层Ti/Al金属充当正极，在器件背面蒸镀一层Ni/Al充当器件的负极。
[0032]优选的，所述步骤S6中，制备P型氮化碳前驱体的方法为，将体积比为2:1的质量百分数为50％的单氰胺与0.2mol/L的氯化铜进行混合，其中氯化铜作为铜离子来源。
[0033]由上可知，本申请通过将非金属P型化合物取代传统的依赖MOCVD或离子注入机获取的P型层的技术，此改动不仅使得工艺流程的成本大大降低、节约了成本和时间，且提高
了工艺的效率。
[0034]本专利技术的实施例是为了示例和描述起见而给出的，尽管上面已经示出和描述了本专利技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本专利技术的限制，本领域的普通技术人员在本专利技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用氮化碳P型层的JBS二极管制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：在N
+
衬底上通过MOCVD外延生长形成N
‑
外延层；S2：通过PECVD在N
‑
外延层上生长一层SiO2掩模层，然后进行涂胶操作，涂胶以后用掩模板光刻并曝光，在N
‑
外延层上得到两个沟槽图案以用于P型材料沟槽的刻蚀；S3：将器件进行ICP刻蚀，并刻蚀出两个沟槽；S4：如有残胶对器件进行去胶处理，如没有残胶可直接将器件放入BOE中用于去除剩余的SiO2，得到沟槽型的N
‑
外延层；S5：对沟槽型的N
‑
外延层进行旋胶处理，然后进行掩模和曝光处理；S6：制备P型氮化碳前驱体；S7：在惰性气体保护的800℃条件下，在Cu

【专利技术属性】
技术研发人员：柯茜，张梦龙，李京波，
申请(专利权)人：浙江芯科半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：