【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体材料制备，具体涉及一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备工艺。
技术介绍
1、碳化硅作为宽禁带材料，可以实现较低的导通损耗，同时具有优异的耐高温性和导热特性，可满足多种应用需求。碳化硅材料的高临界场特性，使碳化硅功率器件与相同电压下的常规硅器件相比，能有更高的掺杂浓度和更薄的漂移层厚度，从而实现更低的导通电阻。碳化硅二极管具有jbs结构，在满足较高的反向耐压前提下，可保持较低的导通损耗，且具体独特的零反向恢复特性，非常贴合电力电子的应用需求。
2、当前市场碳化硅肖特二极管有jbs/mps和沟槽式tmbs结构，jbs/mps结构通过离子注入的方式在n型s i c外延层表面引入规律性的p型区，通过调制p型区的间距，使得器件在反向工作时，由pn结来屏蔽肖特基表面的电场强度，从而降低反向漏电流。
3、在公开号为cn 115985939 a的中国专利中，提到了一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法，包括从下而上依次连接的背面加厚金属、背面欧姆接触金属、碳化硅衬底和碳化硅外延层；所述碳化硅外延层上设有交替设置的p型扩散区和p型分压环；所述碳化硅外延层的一侧设有从下而上依次设置的正面接触金属和正面加厚金属；所述碳化硅外延层的另一侧设有伸入正面接触金属下方的场氧；所述场氧的上方设有延伸至正面加厚金属上方的钝化层。具体的，所述钝化层包括从下而上依次设置的无机钝化层和有机钝化层。具体的，所述碳化硅衬底和碳化硅外延层导电类型均为n型。具体的，若干所述p型扩散区的间距相同。本专利技术很大程度上增强了器
4、对此，专利技术人提出一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备工艺，用以解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，所述碳化硅二极管组成包括：碳化硅基片以及碳化硅基片上组合物，所述组合物由n型和p型掺杂剂、掺杂掩蔽层材料、绝缘层材料、金属电极材料和沟槽结构材料组成。
4、优选的，所述n型和p型掺杂剂为：
5、n型区域：氮(n)掺杂，比例约为0.1％～1％；
6、p型区域：铝(a l)掺杂，比例约为0.01％～0.1％。
7、优选的，所述掺杂掩蔽层材料为二氧化硅(s io2)，其占比为10％～20％。
8、优选的，所述绝缘层材料为氮化硅(s i3n4)，所占比例为：5％～10％。
9、优选的，所述金属电极材料组成为：
10、n型区域电极：铝(a l)或铜(cu)，比例为1％～5％；
11、p型区域电极：铝(a l)或铜(cu)，比例为1％～5％。
12、一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管的制备方法，包括以下步骤：
13、s1、基片准备：选择高质量的碳化硅基片作为器件的基础材料，对碳化硅基片进行充分的清洗，确保表面干净，并进行表面处理，以提高附着性；
14、s2、掺杂沟槽区域：采用掺杂掩蔽层，使用高纯度的掺杂源，如铝(a l)用于p型区域和氮(n)用于n型区域，控制掺杂的温度、时间和浓度，以确保形成稳定的掺杂层，使n型和p型区域形成；
15、s3、沟槽结构制备，使用自组装纳米技术进行沟槽制备，通过自组装的纳米掩膜，在终端区域形成高度均匀的纳米沟槽结构，并进行纳米压印，通过在基片表面施加压力和热处理，实现沟槽结构的高精度复制，使用湿法或干法刻蚀技术，在器件的终端区域形成终端沟槽结构；
16、s4、后续步骤，在整个器件表面沉积绝缘层，采用化学气相沉积(cvd)或物理气相沉积(pvd)技术，用于隔离不同区域，采用电镀技术，如电化学沉积或磁控溅射，形成n型和p型区域的金属电极；
17、s5、封装，进行高温退火处理，提高器件的结晶质量和稳定性；对器件进行封装，以保护其免受外部环境的影响，并便于集成到电子系统中。
18、优选的，所述高温退火的设备为高温炉，温度为1500～1700℃，3h～5h。
19、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
20、(1)本专利技术的制备方法所制得的具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，能够在高温环境下保持较高的性能，适用于高温应用，如电力电子、电动汽车，通过控制掺杂方法，制备的s ic二极管具有较高的击穿电压，适用于高电压电力电子应用，如逆变器和整流器，有助于提高器件的击穿电压，改善电场分布，减小漏电流，从而提高二极管的性能。
21、(2)本专利技术使用自组装纳米技术或纳米压印技术制备沟槽结构，有助于实现更高精度的沟槽，提高器件的可控性和一致性，采用选择性区域掺杂，能够精确控制n型和p型区域的掺杂浓度和分布，有利于优化器件性能，采用氮化硅(s i3n4)等绝缘材料和金属电极，可以提高器件的绝缘性能和导电性能，减小漏电流。
22、(2)本专利技术使用干湿法刻蚀设备和化学气相沉积设备等高效制备工艺，有助于提高生产效率和降低制备成本，通过细致的制备工艺和材料优化，制备的s ic二极管可实现高度集成，适用于集成电路和功率模块。
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1.一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于，所述碳化硅二极管组成包括：碳化硅基片以及碳化硅基片上组合物，所述组合物由N型和P型掺杂剂、掺杂掩蔽层材料、绝缘层材料、金属电极材料和沟槽结构材料组成。
2.根据权利要求1所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于：所述N型和P型掺杂剂为：
3.根据权利要求1所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于：所述掺杂掩蔽层材料为二氧化硅(SiO2)，其占比为10％～20％。
4.根据权利要求1所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于：所述绝缘层材料为氮化硅(Si3N4)，所占比例为：5％～10％。
5.根据权利要求1所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于：所述金属电极材料组成为：
6.根据权利要求1所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于：所述沟槽结构材料组成为聚合物或金属纳米颗粒，用于自组装纳米技术或纳米压印技术，其占比为0.1％～1％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管
8.根据权利要求7所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管的制备方法，其特征在于：所述高温退火的设备为高温炉，温度为1500～1700℃，3h～5h。
...【技术特征摘要】
1.一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于，所述碳化硅二极管组成包括：碳化硅基片以及碳化硅基片上组合物，所述组合物由n型和p型掺杂剂、掺杂掩蔽层材料、绝缘层材料、金属电极材料和沟槽结构材料组成。
2.根据权利要求1所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于：所述n型和p型掺杂剂为：
3.根据权利要求1所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于：所述掺杂掩蔽层材料为二氧化硅(sio2)，其占比为10％～20％。
4.根据权利要求1所述的一种具有终端沟槽结构的碳化硅二极管，其特征在于：所述绝缘层材料为氮化硅(si3n4)，所占比例为...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶琳，张梦龙，柯茜，
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：
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