一种引入表面正电荷的平面PIN二极管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种引入表面正电荷的平面PIN二极管及其制备方法，二极管包括：衬底层、外延层、P+阱、N+阱和介质层；所述外延层位于所述衬底层的上表面；所述P+阱由所述外延层的上表面延伸至所述外延层的内部；所述N+阱由所述外延层的上表面延伸至所述外延层的内部，并与所述P+阱之间存在间隔；所述介质层位于所述外延层的上表面，所述介质层和所述外延层的界面处具有界面正电荷。本发明专利技术通过在外延层中设置P+阱和N+阱，形成平面PIN二极管，实现了SiC二极管的片上功率集成；并通过在外延层和介质层的界面引入界面正电荷，在器件反向工作时作为结扩展终端扩展耗尽区，改变耗尽区曲率，缓解电场集中，提升了器件的阻断电压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微电子，具体涉及一种引入表面正电荷的平面pin二极管及其制备方法。

技术介绍

1、在电力电子行业整体向好的大环境下，在电力电子中起决定性作用的功率半导体器件成为影响电力电子设备成本和效率的直接因素。虽然现阶段硅(silicon，si)基功率器件已经十分成熟，但随着功率半导体逐渐往大功率、高频率和低功耗的方向发展，硅基器件由其本身的物理特征限制，逐渐难以适用于一些高压、高温、高效率以及高功率密度的应用场景。

2、碳化硅(siliconcarbide，sic)材料因其优越的物理特性，广泛得到从业人员的关注，与硅基器件相比，碳化硅材料高热导率、大禁带宽度等特征决定了其在高电流密度、高击穿场强和高工作温度的应用场景。相比于同等级下的si二极管，sic二极管具有优异的特征导通电阻和开关损耗，适用于更高工作频率的，并且sic二极管的高热导率大幅提升了二极管器件的高温稳定性。

3、现有技术中的sic二极管均为垂直型器件，但是垂直型sic二极管难以实现片上功率集成。因此，提供一种能够实现片上功率集成的sic二极管成为目前亟待解决的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种引入表面正电荷的平面PIN二极管，其特征在于，包括：衬底层、外延层、P+阱、N+阱和介质层；

2.根据权利要求1所述的一种引入表面正电荷的平面PIN二极管，其特征在于，所述衬底层的材料包括N型SiC，厚度为320～400μm，掺杂离子包括氮离子、磷离子中的一种或多种，掺杂浓度为1e18～1e20cm-3。

3.根据权利要求1所述的一种引入表面正电荷的平面PIN二极管，其特征在于，所述外延层的材料包括N-SiC，厚度为5～70μm，掺杂离子包括氮离子、磷离子中的一种或多种，掺杂浓度为6e15～1e17cm-3。

4.根据权利要求1所述的一种引入表...

【技术特征摘要】

1.一种引入表面正电荷的平面pin二极管，其特征在于，包括：衬底层、外延层、p+阱、n+阱和介质层；

2.根据权利要求1所述的一种引入表面正电荷的平面pin二极管，其特征在于，所述衬底层的材料包括n型sic，厚度为320～400μm，掺杂离子包括氮离子、磷离子中的一种或多种，掺杂浓度为1e18～1e20cm-3。

3.根据权利要求1所述的一种引入表面正电荷的平面pin二极管，其特征在于，所述外延层的材料包括n-sic，厚度为5～70μm，掺杂离子包括氮离子、磷离子中的一种或多种，掺杂浓度为6e15～1e17cm-3。

4.根据权利要求1所述的一种引入表面正电荷的平面pin二极管，其特征在于，所述介质层的材料包括二氧化硅，厚度为0.5～2μm。

5.根据权利要求1所述的一种引入表面正电荷的平面pin二极管，其特征在于，所述p+阱的深...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟奔奔，韩超，刘恒，潘恩赐，吴勇，
申请(专利权)人：西电芜湖研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：