一种碳化硅SBD器件制造技术

本发明专利技术涉及微电子技术领域，特别是指一种具有槽型终端的碳化硅SBD器件，包括自上往下依次分层设置的肖特基接触区、SiO2隔离区、终端区、N-外延层、N+衬底区和欧姆接触区，所述终端区位于N-外延层上表面与肖特基接触区边缘处相连接，所述终端区在肖特基接触区边缘连续的一圈，所述终端区呈槽型结构，所述肖特基接触区金属边缘处下表面与终端区的连接端设有与槽型结构相配合的凹槽。本发明专利技术的上述技术方案的有益效果如下：满足传统碳化硅SBD器件所需要的击穿电压条件下，将传统SBD器件的终端改为槽型或阶梯型，简化工艺，降低制作难度，提高生产效率，降低生产成本，提高产品的合格率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及微电子
，特别是指一种具有槽型终端的碳化硅SBD器件，包括自上往下依次分层设置的肖特基接触区、SiO2隔离区、终端区、N-外延层、N+衬底区和欧姆接触区，所述终端区位于N-外延层上表面与肖特基接触区边缘处相连接，所述终端区在肖特基接触区边缘连续的一圈，所述终端区呈槽型结构，所述肖特基接触区金属边缘处下表面与终端区的连接端设有与槽型结构相配合的凹槽。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：满足传统碳化硅SBD器件所需要的击穿电压条件下，将传统SBD器件的终端改为槽型或阶梯型，简化工艺，降低制作难度，提高生产效率，降低生产成本，提高产品的合格率。【专利说明】—种碳化娃SBD器件
本专利技术涉及微电子
，特别是指一种具有块状浮动结的碳化硅SBD器件。
技术介绍
宽禁带半导体材料是是继第一代硅、锗和第二代砷化镓、磷化铟等材料以后发展起来的第三代半导体材料。在第三代半导体材料中，碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是其中的佼佼者。碳化硅材料技术已经成熟，已有高质量的4英寸晶圆。而氮化镓材料没有氮化镓衬底，外延只能依赖其他材料，其热导率只有碳化硅的四分之一，而且无法实现P型掺杂。这使得氮化镓材料在高压、大功率方面的应用受到限制，相比较而言碳化硅材料在电力电子应用领域的优势则尤为显著。而传统的JTE和GR SBD器件，一般使用离子注入工艺，改工艺相对比较复杂，制作步骤繁琐，在制作工艺难度上较大，导致生产效率低，对产品的合格率也有一定的影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种碳化硅SBD器件，将传统SBD器件的的终端改为槽型或阶梯型，在满足传统碳化硅SBD器件所需要的击穿电压条件下，将简化工艺实现，降低了制作难度。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种碳化硅SBD器件，包括自上往下依次分层设置的肖特基接触区、SiO2隔离区、终端区、N—外延层、N+衬底区和欧姆接触区，所述终端区位于N_外延层上表面与肖特基接触区边缘处相连接，所述终端区在肖特基接触区边缘连续的一圈，所述终端区呈槽型结构，所述肖特基接触区金属边缘处下表面与终端区的连接端设有与槽型结构相配合的凹槽。作为优选，所述终端区在三维结构下为在肖特基接触区边缘的一圈长方体沟槽。作为优选，所述终端区在肖特基接触区边缘连续的一圈，所述终端区呈阶梯型结构，所述肖特基接触区金属边缘处下表面与终端区的连接端设有与阶梯型结构相配合的凹槽。作为优选，所述N_外延层的顶面和底面之间的厚度为20 μ m，其氮离子掺杂浓度为IXlO15 ?lX1016cm_3。作为优选,所述终端区厚度为2 μ m,宽度为10 μ m。作为优选，所述终端区内边缘与肖特基接触区之间的距离为2μπι。作为优选，所述肖特基接触区金属边缘位于终端区内部的介质层上。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下:满足传统碳化硅SBD器件所需要的击穿电压条件下，将传统SBD器件的的终端改为槽型或阶梯型，简化工艺，降低制作难度，提高生产效率，降低生产成本，提高产品的合格率。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术槽型终端的碳化硅SBD器件实施例的结构示意图。图2为本专利技术阶梯槽型终端的碳化硅SBD器件实施例的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术针对现有的不足提供一种碳化硅SBD器件，如图1所示，包括自上往下依次分层设置的肖特基接触区1、SiO2隔离区2、终端区3、N_外延层4、N+衬底区5和欧姆接触区6，所述终端区位于N—外延层上表面与肖特基接触区边缘处相连接，所述终端区在肖特基接触区边缘连续的一圈，所述终端区呈槽型结构，所述肖特基接触区金属边缘处下表面与终端区的连接端设有与槽型结构相配合的凹槽。所述终端区在三维结构下为在肖特基接触区边缘的一圈长方体沟槽。其中终端区3对肖特基接触区的边缘起到保护区的作用，缓解肖特基接触区边缘的峰值电场，达到与其他常见终端类似的效果，同时不会引入附加的结电容和增大反向漏电流。所述N_外延层的顶面和底面之间的厚度为20 μ m，其氮离子掺杂浓度为I X IO15?I X IO16Cm 3O所述终端区厚度为2 μ m,宽度为10 μ m。所述终端区内边缘与肖特基接触区之间的距离为2μπι。所述肖特基接触区金属边缘位于终端区内部的介质层上。如图2所示，所述终端区在肖特基接触区边缘连续的一圈，所述终端区呈阶梯型结构，所述肖特基接触区金属边缘处下表面与终端区的连接端设有与阶梯型结构相配合的凹槽。所述Ν_外延层的顶面和底面之间的厚度为20 μ m,其氮离子掺杂浓度为I X IO15?I X IO16Cm 3O所述终端区厚度为2 μ m,宽度为10 μ m。所述终端区边缘与肖特基接触区之间的距离为2 μ m。所述肖特基接触区金属边缘位于终端区内部的介质层上。在具体实施过程中，可以根据具体情况，在基本结构不变的情况下，进行一定的变通设计。例如:一、在满足器件的耐压1500V的情况下，N_外延层的浓度可以设计为3X 1015cm_3、5X1015cm_3和7X IO15CnT3三种不同的做法。浓度的增加会使电场的斜率降低，耐压能力也会随之降低。。二、在满足器件的耐压1500V的情况下，终端区的厚度可以设计为2μπι、5μπι和10 μ m三种不同的做法。形成的槽型结构的厚度对于器件的击穿电压的影响很大，越厚的终端对肖特基接触区边缘的保护越强，击穿电压越高。三、在满足器件的耐压1500V的情况下，终端区的长度可以设计为10μπι、20μπι和30 μ m三种不同的做法。增加终端区的长度适当衍射耗尽区的宽度，达到提高击穿电压的目的。四、终端区的结构可以为有图1和图2两种不同的做法。图1为终端区呈槽型结构，图2为终端区呈阶梯型的结构，其中厚度从里到外依次增加。两种结构均可以起到保护肖特基结边缘的作用，且不会影响到器件的正向特性。采用本专利技术的具有槽型终端的碳化硅SBD器件，在保证电场集中效应抑制作用，不影响反向击穿电压的情况下，将尽可能优化终端区的结构，包括深度，长度和与肖特基接触区的距离等，使之达到最优性能。随着半导体技术的发展，采用本专利技术还可以制作更多的新型高功率器件。本专利技术还提供了一种上述的碳化硅SBD器件的制造方法，在此方法中，终端区通过碳化硅干法刻蚀实现。包括以下具体步骤:A10、通过外延工艺在碳化硅衬底上制作第一层外延层，形成N—外延层的漂移区；A20、离子束蒸发淀积金属层，通过刻蚀形成槽型终端的窗口，碳化硅干法刻蚀形成槽型结构，即槽型终端；A30、正面淀积SiO2隔离介质；A40、制作底面的欧姆接触区和顶面的肖特基金属区；A50、PI 胶钝化。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【权利要求】1.一种碳化硅SBD器件，其特征在于，包括自上往下依次分层设置的肖特基接触区、SiO2隔离区、终端区、N—外延层、N+衬底区和欧姆接触区，所述终端区位于N—外延层上表面与肖特基接触区边缘处相连接，所述终端区在肖特基接触区边缘连续的一圈，所述终端区呈槽型结构，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碳化硅SBD器件，其特征在于，包括自上往下依次分层设置的肖特基接触区、SiO2隔离区、终端区、N?外延层、N+衬底区和欧姆接触区，所述终端区位于N?外延层上表面与肖特基接触区边缘处相连接，所述终端区在肖特基接触区边缘连续的一圈，所述终端区呈槽型结构，所述肖特基接触区金属边缘处下表面与终端区的连接端设有与槽型结构相配合的凹槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张艺蒙，袁昊，宋庆文，汤晓燕，张玉明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：