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一种 碳化 硅肖特基 二极管及其制备方法

阅读：883发布：2023-12-30

专利汇可以提供一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供的一种肖特基二极管及其制备方法，其中所述肖特基二极管包括基底，以及若干P型结，其包括相对设置的第一端部和第二端部，且所述P型结嵌插设置于所述基底内以使所述第二端部位于所述基底内，相邻P型结间隔设置；连接所述第一端部和第二端部且位于P型结侧面上的连线为光滑的弧线。通过连接所述第一端部和第二端部且位于P型结侧面上的连线为光滑的弧线的结构，使得注入P型结边缘的电场强度更加均匀，进一步提高碳化硅肖特基二极管芯片的反向耐压以及可靠性。，下面是一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种肖特基二极管，包括基底，其特征在于，还包括：
若干P型结，其包括相对设置的第一端部和第二端部，且所述P型结嵌插设置于所述基底内以使所述第二端部位于所述基底内，相邻P型结间隔设置；
连接所述第一端部和第二端部且位于P型结侧面上的连线为光滑的弧线。
2.根据权利要求1所述的肖特基二极管，其特征在于，所述第二端部为球形端部或者椭圆形端部。
3.根据权利要求1或2所述的肖特基二极管，其特征在于，所述基底包括碳化硅衬底及设置其上的碳化硅外延层，所述P型结设置于所述碳化硅外延层上；
所述碳化硅外延层包括有源区及位于有源区至少一侧的终端区。
4.根据权利要求3所述的肖特基二极管，其特征在于，位于所述终端区的碳化硅外延层上设置二氧化硅层；
位于所述有源区的碳化硅外延层上设置第一电极，所述第一电极边缘朝向所述二氧化硅层延伸形成延伸部，所述延伸部覆盖部分二氧化硅层。
5.根据权利要求4所述的肖特基二极管，其特征在于，还包括，
钝化层，至少覆盖部分延伸部和至少覆盖部分二氧化硅层，以保护终端区；第二电极，设置于所述基底远离所述P型结的一侧上。
6.一种权利要求1-5任一项所述肖特基二极管的制备方法，包括如下步骤：
围绕基底一侧的盲孔旋转并同时向所述盲孔内进行离子注入，以在所述盲孔内形成P型结，在离子注入的过程中，离子注入的方向与基底的夹角为钝角或锐角。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，离子注入的方向与基底的夹角β为
75°-90°；优选地，所述离子注入的方向与基底的夹角为75°；
所述离子注入的注入能量为30-500KeV，注入温度为450-550℃，所述旋转的旋转角α为
0-270°，优选地，所述旋转角α为0°，90°，180°，或270°。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述盲孔的深度h为300-500nm；
所述离子注入的离子为Al离子，注入剂量为1.4E13-3.5E14cm-2。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述盲孔内注入离子之后，还包括对基底进行高温退火；优选地，在高温退火之前，还包括在基底的两侧设置碳膜进行保护，然后再于1650-1750℃下高温退火；
在高温退火后的基底一侧沉积二氧化硅以形成二氧化硅层，对沉积二氧化硅后的基底两侧进行金属化以形成第一电极和第二电极，最后在基底靠近二氧化硅的一层沉积钝化层。
10.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，带有盲孔的基底一侧的制备步骤如下：首先清洗光刻基底，其次在基底的第一侧面上依次制作第一掩膜层和第二掩膜层；之后将第二掩膜层上的图案通过刻蚀开孔由第二掩膜层转移至第一掩膜层，然后将剩余的第二掩膜层清洗去掉，即得所述带有盲孔的基底一侧。

说明书全文

一种碳化 硅肖特基 二极管及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及功率半导体器件技术领域，具体涉及一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法。

背景技术

[0002] 碳化硅是第三代半导体材料中最具吸引力的材料之一，具有临界电场大、禁带宽度大、高温电子漂移速度高等优点，因此，广泛应用于制作高温、高压、大功率、耐辐照等半导体器件；其中，碳化硅肖特基二极管在电力电子技术中具有整流和续流的作用，因而广泛应用于功率变换电路中。

[0003] 目前，碳化硅肖特基二极管大多是采用离子注入技术，并与光刻、刻蚀等工艺结合实现面内可控区域注入；由于碳化硅掺杂剂扩散所需的温度极高，超过2300K，因此，高温离子注入是碳化硅肖特基二极管主要掺杂形成的必要过程。

[0004] 现有的碳化硅肖特基二极管P型结以及结终端是由多次垂直高温离子注入及高温退火激活形成，为了防止有源区边缘的电场过于集中，通常采用高温离子注入技术将离子注入在有源区边缘，形成结终端。当器件处于反偏状态时，耗尽区会随着反向电压的不断增大而逐渐发生纵向与横向的扩展，但是，垂直注入方式会使得P型结区边缘凹凸不平，导致注入结边缘的电场强度过大，碳化硅肖特基二极管芯片的反向耐压低以及可靠性差的问题。

发明内容

[0005] 因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中采用垂直注入方式会使得P型结区边缘凹凸不平，导致注入结边缘的电场强度过大，碳化硅肖特基二极管芯片的反向耐压低以及可靠性差的缺陷，从而提供一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法。

[0006] 为此，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种肖特基二极管，包括基底，还包括：

[0008] 若干P型结，其包括相对设置的第一端部和第二端部，且所述P型结嵌插设置于所述基底内以使所述第二端部位于所述基底内，相邻P型结间隔设置；

[0009] 连接所述第一端部和第二端部且位于P型结侧面上的连线为光滑的弧线。

[0010] 所述第二端部为球形端部或者椭圆形端部。

[0011] 所述基底包括碳化硅衬底及设置其上的碳化硅外延层，所述P型结设置于所述碳化硅外延层上；

[0012] 所述碳化硅外延层包括有源区及位于有源区至少一侧的终端区。

[0013] 其中，有源区是用于制作有源元件的区域，是整个肖特基二极管的核心区域；终端区是用于改变器件边缘处表面电场分布的区域，有利于提高该肖特基二极管的击穿电压。

[0014] 位于所述终端区的碳化硅外延层上设置二氧化硅层；

[0015] 位于所述有源区的碳化硅外延层上设置第一电极，所述第一电极边缘朝向所述二氧化硅层延伸形成延伸部，所述延伸部覆盖部分二氧化硅层。

[0016] 所述的肖特基二极管还包括，

[0017] 钝化层，至少覆盖部分延伸部和至少覆盖部分二氧化硅层，以保护终端区；第二电极，设置于所述基底远离所述P型结的一侧上。

[0018] 本发明还提供了一种上述肖特基二极管的制备方法，包括如下步骤：

[0019] 围绕基底一侧的盲孔旋转并同时向所述盲孔内进行离子注入，以在所述盲孔内形成P型结，在离子注入的过程中，离子注入的方向与基底的夹角为钝角或锐角。

[0020] 所述离子注入的方向与基底的夹角β为75°-90°；优选地，所述离子注入的方向与基底的夹角为75°；

[0021] 所述离子注入的注入能量为30-500KeV，注入温度为500-600℃，所述旋转的旋转角α为0-270°优选地，所述旋转角α为0°，90°，180°，或270°。

[0022] 所述盲孔的深度h为300-500nm；

[0023] 所述离子注入的离子为Al离子，注入剂量为1.4E13-3.5E14cm-2。

[0024] 在所述盲孔内注入离子之后，还包括对基底进行高温退火；优选地，在高温退火之前，还包括在基底的两侧设置碳膜进行保护，然后再于1650-1750℃下高温退火；

[0025] 在高温退火后的基底一侧沉积二氧化硅以形成二氧化硅层，对沉积二氧化硅后的基底两侧进行金属化以形成第一电极和第二电极，最后在基底靠近二氧化硅的一层沉积钝化层。

[0026] 钝化层通过匀胶，曝光，烘烤，然后通过光刻刻蚀掉不需要覆盖钝化层区域的钝化层来实现的。

[0027] 所述带有盲孔的基底一侧的制备步骤如下：首先清洗光刻基底，其次在基底上依次制作第一掩膜层和第二掩膜层；之后将第二掩膜层上的图案通过刻蚀开孔由第二掩膜层转移至第一掩膜层，然后将剩余的第二掩膜层清洗去掉，即得所述带有盲孔的基底一侧。

[0028] 所述第一掩膜为二氧化硅；第二掩膜为光刻胶；优选地，所述光刻胶为正性光刻胶。

[0029] 所述第一掩膜层形成的方法为化学气相沉积法。

[0030] 所述第一掩膜层的厚度为2-3um。

[0031] 本发明技术方案，具有如下优点：

[0032] 1.本发明提供的碳化硅肖特基二极管，包括基底，还包括：若干P型结，其包括相对设置的第一端部和第二端部，且所述P型结嵌插设置于所述基底内以使所述第二端部位于所述基底内，相邻P型结间隔设置；连接所述第一端部和第二端部且位于P型结侧面上的连线为光滑的弧线。通过连接所述第一端部和第二端部且位于P型结侧面上的连线为光滑的弧线的结构，使得注入P型结边缘的电场强度更加均匀，进一步提高碳化硅肖特基二极管芯片的反向耐压以及可靠性。

[0033] 2.本发明提供的碳化硅肖特基二极管的制备方法，通过采用旋转角度、分多步高温离子注入的方式所形成的P型结内边缘为圆滑的弧形，使得注入结边缘的电场强度更加均匀，进一步提高碳化硅肖特基二极管芯片的反向耐压以及可靠性，有效解决了因传统的垂直注入方式使得P型结区边缘凹凸不平，导致注入的P型结边缘的电场强度过大的问题。

[0034] 3.本发明提供的碳化硅肖特基二极管的制备方法，高温退火时碳化硅基底表面的碳元素易析出而被氧化，使得表面不均匀，进而导致电场强度不均匀；通过采用碳膜保护退火可有效保护碳化硅基底表面不被破坏，进一步提高电场强度的均匀性；对退火温度进行优化限定有利于获得高的注入激活率。

[0035] 4.本发明提供的碳化硅肖特基二极管的制备方法，通过将所述盲孔深度设置为300-500nm，能够使得注入结边缘柔化，增加曲率半径，进一步降低注入区边缘的电场强度，提高注入结边缘电场强度的均匀性。
附图说明

[0036] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0037] 图1是本发明中碳化硅肖特基二极管的截面示意图；

[0038] 图2是本发明中碳化硅肖特基二极管制备方法的工艺流程图；

[0039] 图3是本发明中刻蚀开孔完成后的截面示意图；

[0040] 图4是本发明中离子注入过程中面内旋转的位置示意图；

[0041] 图5是本发明中离子注入过程中倾斜的位置示意图；

[0042] 图6是本发明实施例1高温离子注入后形成的P型结边缘区的结构示意图；

[0043] 图7是本发明对比例1高温离子注入后形成的P型结边缘区的结构示意图；

[0044] 图8是本发明中实施例1和对比例1制得的碳化硅肖特基二极管的反向耐压曲线。

[0045] 附图标记：

[0046] 1、第二电极；2、碳化硅衬底；3、碳化硅外延层；4、P型结；5、二氧化硅层；6、第一电极；7、钝化层；8、碳化硅的定位标记；9、离子注入时的离子束；10、碳化硅片侧视图。

具体实施方式

[0047] 提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。

[0048] 实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。

[0049] 本发明实施例提供一种碳化硅肖特基二极管，如图1所示，所述肖特基二极管包括基底，以及若干P型结4，该P型结4包括相对设置的第一端部和第二端部，且所述P型结4嵌插设置于所述基底内以使所述第二端部位于所述基底内，相邻P型结间隔设置；连接所述第一端部和第二端部且位于P型结4侧面上的连线为光滑的弧线。例如，所述第二端部为球形端部或者椭圆形端部。

[0050] 所述基底包括碳化硅衬底2及设置其上的碳化硅外延层3，所述P型结4设置于所述碳化硅外延层3上；所述碳化硅外延层3包括有源区及位于有源区至少一侧的终端区。位于所述终端区的碳化硅外延层3上设置二氧化硅层5；位于所述有源区的碳化硅外延层5上设置第一电极6，所述第一电极6边缘朝向所述二氧化硅层5延伸形成延伸部，所述延伸部覆盖部分二氧化硅层5。

[0051] 所述肖特基二极管还包括钝化层7和第二电极1，所述钝化层7至少覆盖部分延伸部和至少覆盖部分二氧化硅层5，保护器件终端结构不被破坏。所述第二电极1设置于所述基底远离所述P型结4的一侧上。

[0052] 所述碳化硅肖特基二极管包括：碳化硅基底，所述碳化硅基底的第一端面内具有众多P型结4，所述P型结4内边缘为圆滑的弧形；所述碳化硅基底是由碳化硅衬底2，以及位于所述碳化硅衬底2第一端面的碳化硅外延层3构成；所述碳化硅外延层3的第一端面即为所述碳化硅基底的第一端面；所述碳化硅外延层3第一端面上设有二氧化硅层5和第一电极6，所述第一电极6和二氧化硅层5形成台面结构，所述台面结构上设有PI钝化层7；所述碳化硅衬底2的第二端面设有第二电极1。

[0053] 上述碳化硅肖特基二极管中连接所述第一端部和第二端部且位于P型结4侧面上的连线为光滑的弧线结构，使得注入结边缘的电场强度更加均匀，进一步提高碳化硅肖特基二极管芯片的反向耐压以及可靠性。

[0054] 此外，本发明还提供了一种上述肖特基二极管的制备方法，包括如下步骤：

[0055] 围绕基底一侧的盲孔旋转并同时向所述盲孔内进行离子注入，以在所述盲孔内形成P型结，在离子注入的过程中，离子注入的方向与基底的夹角为钝角或锐角。

[0056] 所述离子注入的方向与基底的夹角β为75°-90°；优选地，所述离子注入的方向与基底的夹角为75°。

[0057] 所述离子注入的注入能量为30-500KeV，注入温度为500-600℃，所述旋转的旋转角α为0-270°优选地，所述旋转角α为0°，90°，180°，或270°。

[0058] 所述盲孔的深度h为300-500nm；

[0059] 所述离子注入的离子为Al离子，注入剂量为1.4E13-3.5E14cm-2。

[0060] 在所述盲孔内注入离子之后，还包括对基底进行高温退火；优选地，在高温退火之前，还包括在基底的两侧设置碳膜进行保护，然后再于1650-1750℃下高温退火；

[0061] 在高温退火后的基底一侧沉积二氧化硅以形成二氧化硅层，对沉积二氧化硅后的基底两侧进行金属化以形成第一电极和第二电极，最后在基底靠近二氧化硅的一层沉积钝化层。

[0062] 钝化层通过匀胶，曝光，烘烤，然后通过光刻刻蚀掉不需要覆盖钝化层区域的钝化层来实现的。

[0063] 所述带有盲孔的基底一侧的制备步骤如下：首先清洗光刻基底，其次在基底上依次制作第一掩膜层和第二掩膜层；之后将第二掩膜层上的图案通过刻蚀开孔由第二掩膜层转移至第一掩膜层，然后将剩余的第二掩膜层清洗去掉，即得所述带有盲孔的基底一侧。

[0064] 所述第一掩膜为二氧化硅；第二掩膜为光刻胶；优选地，所述光刻胶为正性光刻胶。

[0065] 所述第一掩膜层形成的方法为化学气相沉积法。

[0066] 所述第一掩膜层的厚度为2-3um。

[0067] 为了说明本发明实施例中肖特基二极管的制备方法的优势，提供如下具体的碳化硅肖特基二极管的制备方法，当然，在上述肖特基二极管的制备方法中的其它参数组合所构成的技术方案，同样取得与下述“具体的肖特基二极管的制备方法”相当的技术效果：

[0068] 实施例1

[0069] 本实施例提供一种碳化硅肖特基二极管的制备方法，如图2所示为碳化硅肖特基二极管制备方法的工艺流程图，该方法具体包括以下步骤：

[0070] 清洗光刻：对具有碳化硅外延层3的碳化硅衬底2进行清洗，然后在碳化硅外延层3上对准光刻使用的图形并进行标记；

[0071] 制作掩膜层：在碳化硅外延层3上首先通过化学气相沉积法制作第一掩膜层二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度为2um；然后在第一掩膜层二氧化硅层上旋涂正性光刻胶作为第二掩膜层，进行前烘，温度为120℃，紫外光下曝光；

[0072] 光刻：对上述样品进行光刻，将图案光刻至第二掩膜层光刻胶上；

[0073] 刻蚀开孔：通过刻蚀开孔将图案由第二掩膜层光刻胶转移至第一掩膜层二氧化硅上，并在碳化硅外延层3上刻蚀深度为300nm，然后用显影液将残留的光刻胶去掉，刻蚀开孔后的截面示意图如图3所示；

[0074] 离子注入：对碳化硅外延层3的开孔处进行旋转角度正面多步铝离子注入，注入温度均为500℃；具体的注入步骤如下：

[0075] 第一步注入的能量为500KeV，剂量为1.4E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为0°；

[0076] 第二步注入的能量为500KeV，剂量为1.4E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为90°；

[0077] 第三步注入的能量为500KeV，剂量为1.4E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为180°；

[0078] 第四步注入的能量为500KeV，剂量为1.4E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为270°；

[0079] 第五步注入的能量为360KeV，剂量为5.5E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0080] 第六步注入的能量为250KeV，剂量为4.2E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0081] 第七步注入的能量为90KeV，剂量为8.5E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0082] 第八步注入的能量为30KeV，剂量为3.5E14cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0083] 其中，注入过程中面内旋转的位置示意图如图4所示；以碳化硅定位标记8为准，设定旋转角度α；碳化硅倾斜角度示意图如图5所示，设定碳化硅片与离子注入时的离子束夹角为β；旋转角度多步高温离子注入后形成的P型结边缘区的结构示意图如图6所示；传统的垂直离子注入后形成的P型结边缘区的结构示意图如图7所示。

[0084] 高温退火：将碳化硅衬底2的第二端面和碳化硅外延层3的第一端面分别用碳膜保护，然后在1700℃高温30分钟；

[0085] 终端区覆盖二氧化硅层：利用化学气相沉积法在碳化硅外延层3的第一端面沉积一层二氧化硅层，并通过光刻刻蚀掉不需要覆盖二氧化硅层区域的二氧化硅；

[0086] 正面金属化：将碳化硅外延层3的第一端面通过金属化形成第一电极6为P型电极6；

[0087] 背面金属化：将碳化硅衬底2的第二端面通过金属化形成第二电极1为N型电极1；

[0088] 钝化层7：钝化层通过匀胶，曝光，烘烤，然后通过光刻刻蚀掉不需要覆盖钝化层区域的钝化层。

[0089] 实施例2

[0090] 本实施例提供一种碳化硅肖特基二极管的制备方法，如图2所示为碳化硅肖特基二极管制备方法的工艺流程图，该方法具体包括以下步骤：

[0091] 清洗光刻：对具有碳化硅外延层3的碳化硅衬底2进行清洗，然后在碳化硅外延层3上对准光刻使用的图形并进行标记；

[0092] 制作掩膜层：在碳化硅外延层3上首先通过化学气相沉积法制作第一掩膜层二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度为2.5um；然后在第一掩膜层二氧化硅层上旋涂正性光刻胶作为第二掩膜层，进行前烘，温度为120℃，紫外光下曝光；

[0093] 光刻：对上述样品进行光刻，将图案光刻至第二掩膜层光刻胶上；

[0094] 刻蚀开孔：通过刻蚀开孔将图案由第二掩膜层光刻胶转移至第一掩膜层二氧化硅上，并在碳化硅外延层3上刻蚀深度为400nm，然后用显影液将残留的光刻胶去掉，刻蚀开孔后的截面示意图如图3所示；

[0095] 离子注入：对碳化硅外延层3的开孔处进行旋转角度正面多步铝离子注入，注入温度均为450℃；具体的注入步骤如下：

[0096] 第一步注入的能量为500KeV，剂量为1.7E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为0°；

[0097] 第二步注入的能量为500KeV，剂量为1.7E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为90°；

[0098] 第三步注入的能量为500KeV，剂量为1.7E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为180°；

[0099] 第四步注入的能量为500KeV，剂量为1.7E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为270°；

[0100] 第五步注入的能量为330KeV，剂量为4.8E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0101] 第六步注入的能量为220KeV，剂量为3.0E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0102] 第七步注入的能量为100KeV，剂量为7.0E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0103] 第八步注入的能量为35KeV，剂量为1.8E14cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0104] 其中，注入过程中面内旋转的位置示意图如图4所示；以碳化硅定位标记8为准，设定旋转角度α；碳化硅倾斜角度示意图如图5所示，设定碳化硅片与离子注入时的离子束夹角为β；旋转角度多步高温离子注入后形成的P型结边缘区的结构示意图如图6所示；传统的垂直离子注入后形成的P型结边缘区的结构示意图如图7所示。

[0105] 高温退火：将碳化硅衬底2的第二端面和碳化硅外延层3的第一端面分别用碳膜保护，然后在1650℃高温30分钟；

[0106] 终端区覆盖二氧化硅层：利用化学气相沉积法在碳化硅外延层3的第一端面沉积一层二氧化硅层，并通过光刻刻蚀掉不需要覆盖二氧化硅层区域的二氧化硅；

[0107] 正面金属化：将碳化硅外延层3的第一端面通过金属化形成第一电极6为P型电极6；

[0108] 背面金属化：将碳化硅衬底2的第二端面通过金属化形成第二电极1为N型电极1；

[0109] 钝化层7：钝化层通过匀胶，曝光，烘烤，然后通过光刻刻蚀掉不需要覆盖钝化层区域的钝化层。

[0110] 实施例3

[0111] 本实施例提供一种碳化硅肖特基二极管的制备方法，如图2所示为碳化硅肖特基二极管制备方法的工艺流程图，该方法具体包括以下步骤：

[0112] 清洗光刻：对具有碳化硅外延层3的碳化硅衬底2进行清洗，然后在碳化硅外延层3上对准光刻使用的图形并进行标记；

[0113] 制作掩膜层：在碳化硅外延层3上首先通过化学气相沉积法制作第一掩膜层二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度为3um；然后在第一掩膜层二氧化硅层上旋涂正性光刻胶作为第二掩膜层，进行前烘，温度为120℃，紫外光下曝光；

[0114] 光刻：对上述样品进行光刻，将图案光刻至第二掩膜层光刻胶上；

[0115] 刻蚀开孔：通过刻蚀开孔将图案由第二掩膜层光刻胶转移至第一掩膜层二氧化硅上，并在碳化硅外延层3上刻蚀深度为500nm，然后用显影液将残留的光刻胶去掉，刻蚀开孔后的截面示意图如图3所示；

[0116] 离子注入：对碳化硅外延层3的开孔处进行旋转角度正面多步铝离子注入，注入温度均为550℃；具体的注入步骤如下：

[0117] 第一步注入的能量为460KeV，剂量为1.5E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为0°；

[0118] 第二步注入的能量为460KeV，剂量为1.5E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为90°；

[0119] 第三步注入的能量为460KeV，剂量为1.5E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为180°；

[0120] 第四步注入的能量为460KeV，剂量为1.5E13cm-2，倾斜角β为75°，旋转角α为270°；

[0121] 第五步注入的能量为350KeV，剂量为5.0E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0122] 第六步注入的能量为200KeV，剂量为1.5E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0123] 第七步注入的能量为70KeV，剂量为7.8E13cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0124] 第八步注入的能量为30KeV，剂量为1.8E14cm-2，倾斜角β为90°，旋转角α为0°；

[0125] 其中，注入过程中面内旋转的位置示意图如图4所示；以碳化硅定位标记8为准，设定旋转角度α；碳化硅倾斜角度示意图如图5所示，设定碳化硅片与离子注入时的离子束夹角为β；旋转角度多步高温离子注入后形成的P型结边缘区的结构示意图如图6所示；传统的垂直离子注入后形成的P型结边缘区的结构示意图如图7所示。

[0126] 高温退火：将碳化硅衬底2的第二端面和碳化硅外延层3的第一端面分别用碳膜保护，然后在1750℃高温30分钟；

[0127] 终端区覆盖二氧化硅层：利用化学气相沉积法在碳化硅外延层3的第一端面沉积一层二氧化硅层，并通过光刻刻蚀掉不需要覆盖二氧化硅层区域的二氧化硅；

[0128] 正面金属化：将碳化硅外延层3的第一端面通过金属化形成第一电极6为P型电极6；

[0129] 背面金属化：将碳化硅衬底2的第二端面通过金属化形成第二电极1为N型电极1；

[0130] 钝化层7：钝化层通过匀胶，曝光，烘烤，然后通过光刻刻蚀掉不需要覆盖钝化层区域的钝化层。

[0131] 对比例1

[0132] 本对比例提供一种碳化硅肖特基二极管的制备方法，该方法具体包括以下步骤：

[0133] 清洗光刻：对具有碳化硅外延层3的碳化硅衬底2进行清洗，然后在碳化硅外延层3上对准光刻使用的图形并进行标记；

[0134] 制作掩膜层：在碳化硅外延层3上首先通过化学气相沉积法制作第一掩膜层二氧化硅层，所述二氧化硅层的厚度为2um；然后在第一掩膜层二氧化硅层上旋涂正性光刻胶作为第二掩膜层，进行前烘，温度为120℃，紫外光下曝光；

[0135] 光刻：对上述样品进行光刻，将图案光刻至第二掩膜层光刻胶上；

[0136] 刻蚀开孔：通过刻蚀开孔将图案由第二掩膜层光刻胶转移至第一掩膜层二氧化硅上，并在碳化硅外延层3上刻蚀深度为400nm，然后用显影液将残留的光刻胶去掉，刻蚀开孔后的截面示意图如图3所示；

[0137] 离子注入：对碳化硅外延层3的开孔处进行垂直多步铝离子注入，注入温度均为500℃；具体的注入步骤如下：

[0138] 第一步注入的能量为500KeV，剂量为1.4E13cm-2；

[0139] 第二步注入的能量为500KeV，剂量为1.4E13cm-2；

[0140] 第三步注入的能量为500KeV，剂量为1.4E13cm-2；

[0141] 第四步注入的能量为500KeV，剂量为1.4E13cm-2；

[0142] 第五步注入的能量为360KeV，剂量为5.5E13cm-2；

[0143] 第六步注入的能量为250KeV，剂量为4.2E13cm-2；

[0144] 第七步注入的能量为90KeV，剂量为8.5E13cm-2；

[0145] 第八步注入的能量为30KeV，剂量为3.5E14cm-2；

[0146] 高温退火：将碳化硅衬底2的第二端面和碳化硅外延层3的第一端面分别用碳膜保护，然后在1700℃高温退火30分钟；

[0147] 终端区覆盖二氧化硅层：利用化学气相沉积法在碳化硅外延层3的第一端面沉积一层二氧化硅层，并通过光刻刻蚀掉不需要覆盖二氧化硅层区域的二氧化硅；

[0148] 正面金属化：将碳化硅外延层3的第一端面通过金属化形成第一电极6为P型电极6；

[0149] 背面金属化：将碳化硅衬底2的第二端面通过金属化形成第二电极1为N型电极1；

[0150] 钝化层7：钝化层通过匀胶，曝光，烘烤，然后通过光刻刻蚀掉不需要覆盖钝化层区域的钝化层。

[0151] 实验例

[0152] 将实施例1和对比例1制得的碳化硅肖特基二极管分别进行反向耐压性能测试，具体的检测结果如图8所示；具体的测试方法如下：

[0153] 采用安捷伦测试仪与探针台相结合，探针台用于固定碳化硅肖特基二极管，安捷伦测试仪设定的初始电压值为0，电压的增加频率为每测一次增加20V，测试其反向耐压值时，同时获得电流值，并以电压值为横坐标，电流值为纵坐标绘制电流-电压曲线，如图8所示。

[0154] 由图6-8可知，通过采用旋转角度、分多步高温离子注入的方式使得连接所述第一端部和第二端部且位于P型结侧面上的连线为光滑的弧线的结构，使得注入P型结边缘的电场强度更加均匀，进一步提高碳化硅肖特基二极管芯片的反向耐压特性。

[0155] 显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

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