【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，具体为一种沟槽型sic肖特基二极管及其制造方法。
技术介绍
1、碳化硅(sic)属于第三代半导体材料，具有宽禁带、高击穿电场、高热导率和高电子饱和漂移速度等特点，相比传统的硅半导体，在高温、高电场和高频环境下具有更好的性能，因此sic功率器件受到广泛关注。
2、基于sic的肖特基二极管是利用金属和半导体的接触界面形成肖特基势垒原理制造的一种功率二极管，结构主要由高n型掺杂的sic衬底和低n型掺杂的外延漂移区组成，然后在sic衬底底部镀金属作为阴极，在外延层表面镀金属形成肖特基结作为阳极。与传统的硅基pin结二极管相比，具有更低的开关损耗和更快的开关速度。
3、但是肖特基结具有镜像势垒降低效应，该效应的存在使得器件在施加反向偏压时的反向漏电流变大，导致反向特性变差。为了解决上述问题，在肖特基二极管的基础上，引入pin结构，构造了结势垒二极管(jbs)。这种结构在施加反向偏压时，pn结的空间电荷区可以耗尽到肖特基结的区域，降低肖特基结的电场，从而抑制镜像势垒降低效应，减少器件的反向漏电流。
4、沟槽型sic肖特基二极管的jbs结构可以很好的增加器件的抗浪涌能力，但是目前的目前常规的沟槽型sic肖特基二极管的jbs结构，常规沟槽的位置通常在pin结区，多为垂直沟槽，沟槽拐角处不够平缓，因此正向导通电阻较大，而且拐角的尖端容易积聚高电场，从而被击穿。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种沟槽型sic肖特基二极管及其制造
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种沟槽型sic肖特基二极管，包括：
4、肖特基单元，所述肖特基单元包括衬底层，所述衬底层的上方设置有外延层，所述外延层的上端设置有倒置梯形的沟槽，衬底层和外延层的材料均为sic；
5、电极金属层，所述电极金属层包括阴极金属和阳极金属，阴极金属覆盖在衬底层的底部，阳极金属覆盖在外延层的上端面，阴极金属与衬底层的底部的接触为欧姆接触，阳极金属和外延层的上端面接触为肖特基接触；
6、正电荷掺杂区，所述正电荷掺杂区位于外延层内部，且位于沟槽的底部，正电荷掺杂区对称设置有两组分别位于沟槽底部的拐角处。
7、进一步地，所述正电荷掺杂区采用在外延层内注入正电荷载体离子构成，正电荷掺杂区内部掺杂的浓度位于1×1019cm―3至1×1020cm―3之间，正电荷掺杂区上方和阳极金属之间的距离为1～2μm。
8、进一步地，所述沟槽上端的宽度为sic晶体的半元胞结构宽度的3倍～5倍，所述沟槽的深度为0.6～1.5μm。
9、进一步地，所述沟槽的侧壁的倾斜角度为45～60度，且沟槽底部的拐角处进行平滑处理，平滑曲率半径为0.1～0.3μm。
10、进一步地，所述衬底层和外延层均为具有n型性质的sic材料；
11、衬底层内部掺杂的杂质浓度为1×1019cm―3～1×1020cm―3；
12、外延层内部掺杂的杂质浓度为1×1015cm―3～1×1016cm―3。
13、进一步地，所述衬底层的厚度为150～400μm，所述外延层的厚度为5～15μm。
14、进一步地，所述电极金属层的材料为ti、ni、al金属中的一种，或者是其中至少两种金属的组合构成的合金。
15、本专利技术另外还提供一种肖特基二极管的制作方法，所述制作方法适用于制作上述的一种沟槽型sic肖特基二极管，具体步骤包括：
16、s1:在衬底层上淀积外延层，对外延层的表面进行氧化，在其表面形成一层氧化硅薄膜；
17、s2:在外延层的表面淀积光刻胶，并按照版图进行曝光显影，往外延层内部注入正电荷载体离子，形成正电荷掺杂区；
18、s3:刻蚀掉光刻胶和淀积的氧化硅薄膜，使用icp刻蚀，通过多次刻蚀形成倒梯形结构的沟槽；
19、s4:采用磁控溅射工艺在外延层上方沉积阳极金属，在衬底层的底部沉积阴极金属。
20、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
21、本专利技术将沟槽放置于肖特基结处，减少了肖特基二极管正向导通时的沟道距离，可以显著降低肖特基二极管的正向导通电阻，提高正向导通的电流密度，并且沟槽的两个侧边呈一定角度刻蚀，形成倒梯形沟槽，沟槽底部与侧边的平缓过度极大地降低了边缘的电场强度，提高肖特基二极管的反向耐压能力。
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1.一种沟槽型SiC肖特基二极管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种沟槽型SiC肖特基二极管，其特征在于：所述正电荷掺杂区(30)采用在外延层(12)内注入正电荷载体离子构成，正电荷掺杂区(30)内部掺杂的浓度位于1×1019cm―3至1×1020cm―3之间，正电荷掺杂区(30)上方和阳极金属(22)之间的距离为1～2μm。
3.根据权利要求1所述的一种沟槽型SiC肖特基二极管，其特征在于：所述沟槽(13)上端的宽度为SiC晶体的半元胞结构宽度的3倍～5倍，所述沟槽(13)的深度为0.6～1.5μm。
4.根据权利要求3所述的一种沟槽型SiC肖特基二极管，其特征在于：所述沟槽(13)的侧壁的倾斜角度为45～60度，且沟槽底部的拐角处进行平滑处理，平滑曲率半径为0.1～0.3μm。
5.根据权利要求1所述的一种沟槽型SiC肖特基二极管，其特征在于：所述衬底层(11)和外延层(12)均为具有N型性质的SiC材料；
6.根据权利要求5所述的一种沟槽型SiC肖特基二极管，其特征在于：所述衬底层(11)的厚度为15
7.根据权利要求1所述的一种沟槽型SiC肖特基二极管，其特征在于：所述电极金属层(20)的材料为Ti、Ni、Al金属中的一种，或者是其中至少两种金属的组合构成的合金。
8.一种肖特基二极管的制作方法，其特征在于：所述制作方法适用于制作权利要求1-7任一项所述的一种沟槽型SiC肖特基二极管，具体步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种沟槽型sic肖特基二极管，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种沟槽型sic肖特基二极管，其特征在于：所述正电荷掺杂区(30)采用在外延层(12)内注入正电荷载体离子构成，正电荷掺杂区(30)内部掺杂的浓度位于1×1019cm―3至1×1020cm―3之间，正电荷掺杂区(30)上方和阳极金属(22)之间的距离为1～2μm。
3.根据权利要求1所述的一种沟槽型sic肖特基二极管，其特征在于：所述沟槽(13)上端的宽度为sic晶体的半元胞结构宽度的3倍～5倍，所述沟槽(13)的深度为0.6～1.5μm。
4.根据权利要求3所述的一种沟槽型sic肖特基二极管，其特征在于：所述沟槽(13)的侧壁的倾斜角度为45～60度，且沟槽底部的拐角...
【专利技术属性】
技术研发人员：李培刚，储童，陆益，刘学，季学强，王进进，田然，
申请(专利权)人：合肥安芯睿创半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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