一种SiC肖特基功率二极管及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种sic肖特基功率二极管，其特征在于，包括：n型4h-sic衬底(1)；p型4h-sic隔离层(2)，覆盖在所述n型4h-sic衬底(1)上方；n型4h-sic外延层(3)，覆盖在所述p型4h-sic隔离层(2)上方；所述n型4h-sic外延层(3)的厚度为2μm～4μm；其中，所述n型4h-sic外延层(3)沿z方向分为两个区域，其中第一区域沿x方向的中部刻有阴极凹槽(4)，第二区域以及所述阴极凹槽(4)均从表面注入氮元素形成连续的n 注入区(5)；沿x方向在所述阴极凹槽(4)两侧的n型4h-sic外延层(3)的部分表面注入铝元素形成两个p 注入区(6)，其中第一个p 注入区(6)上方覆盖第一钝化层(7)，第二个p 注入区(6)上方靠近所述阴极凹槽(4)的部分覆盖第二钝化层，其余部分覆盖阳极欧姆接触金属层(8)；所述p 注入区(6)和所述n 注入区(5)不相接；所述sic肖特基功率二极管还包括：阴极欧姆接触金属层(9)、阳极肖特基金属层(10)以及该两者之间的中间介质(11)；其中，所述阴极欧姆接触金属层(9)，覆盖在所述n 注入区(5)的正上方，且填满所述阴极凹槽(4)；所述第一钝化层(7)、所述第二钝化层均和所述阴极凹槽(4)正上方突出的阴极欧姆接触金属层(9)水平相接；所述阳极肖特基金属层(10)，堆叠在所述第一区域的最上方，并与所述阳极欧姆接触金属层(8)电连接，以和所述阳极欧姆接触金属层(8)以及所述第二个p 注入区(6)形成pin结构。2.根据权利要求1所述的sic肖特基功率二极管，其特征在于，所述阴极凹槽(4)包括：矩形阴极凹槽；所述矩形阴极凹槽的深度为0.3μm～0.5μm，宽度为5μm～10μm。3.根据权利要求1所述的sic肖特基功率二极管，其特征在于，所述阴极凹槽(4)包括：倒梯形阴极凹槽；所述倒梯形阴极凹槽的深度为0.3μm～0.5μm，底部宽度为5μm～10μm，底部内角的角度为80
°±5°
。4.根据权利要求1所述的sic肖特基功率二极管，其特征在于，所述第一钝化层(7)和所述第二钝化层均为sio2钝化层，所述sio2钝化层的厚度为500nm
±
100nm。5.根据权利要求1所述的sic肖特基功率二极管，其特征在于，所述n 注入区(5)的厚度为0.3μm～0.5μm。6.根据权利要求1所述的sic肖特基功率二极管，其特征在于，所述阴极欧姆接触金属层(9)的材质包括：ni、ti、nisi合金或tisi合金。7.根据权利要求1所述的sic肖特基功率二极管，其特征在于，所述阳极欧姆接触金属层(8)的材质包括：ti、al、tial合金或tisi合金。8.根据权利要求1所述的sic肖特基功率二极管，其特征在于，所述阳极肖特基金属层(10)的材质包括：ti、ni、w、au或pt。9.一种sic肖特基功率二极管的制备方法，其特征在于，包括：获取n型4h-sic衬底，并在所述n型4h-sic衬底上方淀积p型4h-sic隔离层；在所述p型4h-sic隔离层上方淀积厚度为2～4μm的n型4h-sic外延层；其中，所述n型
4h-sic外延层沿z方向分为第一区域和第二区域两个区域；在所述第一区域沿x方向的中部刻蚀阴极凹槽；从所述第二区域以及所述阴极凹槽的表面注入氮元素，形成连续的n 注入区；沿x方向在所述阴极凹槽两侧的n型4h-sic外延层的部分表面注入铝元素形成两个p 注入区；在第一个所述p 注入区上方淀积第一钝化层，并在第二个所述p 注入区上方靠近所述阴极凹槽的部分淀积第二钝化层；在所述n 注入区正上方制作阴极欧姆接触金属层，并在第二个所述p 注入区上方除所述第二钝化层以外的部分制作阳极欧姆接触金属层，然后进行热退火处理；其中，制作完成的阴极欧姆接触金属层填满所述阴极凹槽；在当前样品上生长中间介质，以将所述阴极欧姆接触金属层与待要制作的阳极肖特基金属层间隔开；在所述第一区域的最上方堆叠所述阳极肖特基金属层，以使该阳极肖特基金属层与所述阳极欧姆接触金属层以及第二个所述p 注入区形成pin结构。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述阴极凹槽包括：矩形阴极凹槽或倒梯形阴极凹槽；其中，所述矩形阴极凹槽的深度为0.3μm～0.5μm，宽度为5μm～10μm；所述倒梯形阴极凹槽的深度为0.3μm～0.5μm，底部宽度为5μm～10μm，底部内角的角度为80
°±5°
。

技术总结
本发明公开了一种SiC肖特基功率二极管，包括衬底、隔离层以及外延层；外延层的第一区域中部刻有阴极凹槽，第二区域以及阴极凹槽在表面形成N 注入区；阴极凹槽两侧的外延层形成两个P 注入区，一个上方覆盖第一钝化层，另一个上方部分覆盖第二钝化层，部分覆盖阳极欧姆接触金属层；还包括：阴极欧姆接触金属层，覆盖在N 注入区的正上方且填满阴极凹槽；阳极肖特基金属层，堆叠在第一区域的最上方，并与阳极欧姆接触金属层电连接，与二个P 注入区一起形成PIN结构；阴极欧姆接触金属层和阳极肖特基金属层之间有中间介质。本发明提升了高工作电压下的4H-SiC肖特基功率二极管的性能和良率。SiC肖特基功率二极管的性能和良率。SiC肖特基功率二极管的性能和良率。


技术研发人员：李鑫
受保护的技术使用者：瑶芯微电子科技（上海）有限公司
技术研发日：2021.08.30
技术公布日：2022/1/21