【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于芯片，涉及一種碳化硅基混合二極管及其制備方法。
技術介紹
1、碳化硅(sic)作為第三代半導體典型代表，不但具有較寬的禁帶寬度，還具有高的擊穿電壓，高的熱導率，高的電子飽和速率等優(yōu)點。因此，以碳化硅材料制備的電力電子器件具有更高的耐壓、更大的電流承載能力以及更高的工作頻率，并且其可在高頻，高溫環(huán)境中工作，工作的可靠性高，能夠適合苛刻的工作環(huán)境等。因此碳化硅材料作為第三代電力電子器件已經成為電力電子技術最為重要的發(fā)展方向，在軍事和民事領域具有重要的應用前景。
2、在碳化硅的二極管中，肖特基結構顯著優(yōu)點是開關速度快，屬于多數(shù)載流子器件，沒有反向恢復時間，但在高壓下肖特基勢壘退化，反向漏電大，無法實現(xiàn)耐高壓特性。與肖特基結構相比，本征-非摻雜-雜質(positive-intrinsic-negative，pin器件具有更高的耐壓，但反向恢復時間較長，正向壓降較大。而結勢壘肖特基二極管(junction?barrierschottky，jbs)，是將肖特基和pin結構結合在一起的一種器件結構，結合了兩者的優(yōu)點，有高壓，低漏電，低正向導通壓降低，反向恢復時間快等。
3、通常碳化硅混合二極管(metal-pin-schottky?diode，mps),是在傳統(tǒng)的jbs基礎上多一層光刻，使得歐姆金屬和肖特基金屬分開制作，從而降低了降低歐姆接觸電阻，提高了正向浪涌能力。
4、但是在傳統(tǒng)的mps中，p+歐姆接觸僅在硅片的表面實現(xiàn)，這限制了電流的分布和器件的熱性能。當電流通過這種結構時，由于接觸面積
技術實現(xiàn)思路
1、本專利技術提供一種碳化硅混合二極管及其制備方法，用以解決現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)mps由于歐姆接觸面積較小所導致的一系列問題。
2、為了解決上述技術問題，第一方面，本專利技術提供一種碳化硅基混合二極管的制備方法，包括：
3、獲取n型碳化硅襯底，并在所述n型碳化硅襯底的正面生長n型碳化硅外延層，在所述n型碳化硅襯底的背面生成歐姆金屬層；
4、在所述n型碳化硅外延層的元胞區(qū)域的第一活性區(qū)域注入p型雜質，生成第一p型摻雜區(qū)域；
5、通過光刻工藝在所述第一活性區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽，其中，所述歐姆接觸溝槽位于所述第一p型摻雜區(qū)域內；
6、在所述歐姆接觸溝槽中填充歐姆金屬；
7、在所述元胞區(qū)域中第二活性區(qū)域的表面濺射肖特基金屬。
8、可選地，所述通過光刻工藝在所述第一活性區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽之后，在所述歐姆接觸溝槽中填充歐姆金屬之前，還包括：
9、向所述歐姆接觸溝槽的底部注入p型雜質，以在所述歐姆接觸溝槽底部形成p型雜質勢壘。
10、可選地，所述在所述元胞區(qū)域中第二活性區(qū)域的表面濺射肖特基金屬，包括：
11、在所述第二活性區(qū)域的表面刻蝕肖特基溝槽；
12、在所述肖特基溝槽內濺射肖特基金屬，并將所述肖特基金屬與碳化硅合金，以形成肖特基勢壘。
13、可選地，在所述并在所述n型碳化硅襯底的正面生長n型外延層之后，所述通過光刻工藝在所述第一活性區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽之前，還包括：
14、在所述n型碳化硅外延層的元胞區(qū)域的終端區(qū)域注入p型雜質，生成第二p型摻雜區(qū)域。
15、可選地，所述p型雜質勢壘的摻雜濃度大于所述第一p型摻雜區(qū)域的摻雜濃度。
16、可選地，所述第一p型摻雜區(qū)域的寬度大于所述第二p型摻雜區(qū)域的寬度。
17、可選地，所述p型雜質為鋁。
18、可選地，所述通過光刻工藝在所述第一活性區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽，包括：
19、在所述元胞區(qū)域的表面淀積lpteos作為阻擋層；
20、在所述lpteos上濺射鎳作為刻蝕的遮擋層；
21、通過光刻工藝刻蝕所述遮擋層和所述阻擋層，并在刻蝕完成后去除光刻膠；
22、對所述元胞區(qū)域所暴露的表面刻蝕，以形成歐姆接觸溝槽。
23、可選地，所述肖特基金屬為鈦。
24、第二方面，本專利技術提供一種碳化硅基混合二極管，包括：
25、n型碳化硅襯底；
26、歐姆金屬層，生成于所述n型碳化硅襯底的背面；
27、n型碳化硅外延層，生長于所述n型碳化硅襯底的正面，且在所述元胞區(qū)域的第一活性區(qū)域刻蝕有歐姆接觸溝槽，在所述元胞區(qū)域的第二活性區(qū)域刻蝕有肖特基溝槽；
28、肖特基金屬，形成在所述肖特基溝槽的表面；
29、歐姆金屬，填充于所述歐姆接觸溝槽內；
30、第一p型摻雜區(qū)域，位于所述n型碳化硅外延層的元胞區(qū)域的第一活性區(qū)域，且所述歐姆接觸溝槽位于所述第一p型摻雜區(qū)域內；
31、p型雜質勢壘，形成于所述歐姆接觸溝槽的底部，且所述p型雜質勢壘的摻雜濃度大于所述第一p型摻雜區(qū)域的摻雜濃度；
32、第二p型摻雜區(qū)域，位于所述n型碳化硅外延層的終端區(qū)域。
33、與現(xiàn)有技術相比，本專利技術提供的一種碳化硅基混合二極管的制備方法，具有以下有益效果：
34、本專利技術在制備碳化硅基混合二極管的過程中，在第一p型摻雜區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽，并在歐姆接觸溝槽中填充歐姆金屬，這樣在第一p型摻雜區(qū)域內，與歐姆金屬發(fā)生歐姆接觸的p型雜質可以位于第一p型摻雜區(qū)域內的兩個側壁和底部的硅面，這樣在第一p型摻雜區(qū)域內p型雜質歐姆接觸面積可以大大增加，而接觸面積的增加意味著電流可以更均勻地分布在更大的區(qū)域上，這降低了局部電流密度，減少了熱聚集和電遷移的風險，從而提高了器件的熱穩(wěn)定性和可靠性；并且由于接觸面積增大，器件可以承受更大的正向瞬態(tài)電流而不至于過熱或損壞，這對于需要處理大電流的應用尤其重要；另外還可以改善反向耐壓，因為反向歐姆金屬作為場板使用，可以改善電場分布，提高器件的反向擊穿電壓，這意味著在反向偏置條件下，器件可以承受更高的電壓而不被擊穿。綜上所述，本專利技術能夠解決現(xiàn)有技術中的傳統(tǒng)mps由于歐姆接觸面積較小所導致的一系列問題。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，所述通過光刻工藝在所述第一活性區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽之后，在所述歐姆接觸溝槽中填充歐姆金屬之前，還包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，所述在所述元胞區(qū)域中第二活性區(qū)域的表面濺射肖特基金屬，包括：
4.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，在所述并在所述N型碳化硅襯底的正面生長N型外延層之后，所述通過光刻工藝在所述第一活性區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽之前，還包括：
5.根據(jù)權利要求2所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，所述P型雜質勢壘的摻雜濃度大于所述第一P型摻雜區(qū)域的摻雜濃度。
6.根據(jù)權利要求4所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，所述第一P型摻雜區(qū)域的寬度大于所述第二P型摻雜區(qū)域的寬度。
7.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，所述P型雜質為鋁。
8.根據(jù)權利要
9.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，所述肖特基金屬為鈦。
10.一種碳化硅基混合二極管，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，所述通過光刻工藝在所述第一活性區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽之后，在所述歐姆接觸溝槽中填充歐姆金屬之前，還包括：
3.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，所述在所述元胞區(qū)域中第二活性區(qū)域的表面濺射肖特基金屬，包括：
4.根據(jù)權利要求1所述的碳化硅基混合二極管的制備方法，其特征在于，在所述并在所述n型碳化硅襯底的正面生長n型外延層之后，所述通過光刻工藝在所述第一活性區(qū)域內刻蝕形成歐姆接觸溝槽之前，還包括：
5.根據(jù)權利要求2所述的碳化硅基混...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：杜蕾，張學強，和巍巍，
申請(專利權)人：深圳基本半導體有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。