一种结势垒肖特基结构的二极管及其制造方法
专利汇可以提供一种结势垒肖特基结构的二极管及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种结势垒 肖特基结 构 二极管 及其制备方法，具体步骤包括：1选取具有SiC 外延 层的SiC衬底，在SiC衬底和SiC外延层之间有SiC 缓冲层 ；2在SiC外延层上表面两侧形成第二导电类型阱区，阱区内可填充导电材料；3第二导电类型阱区上表面形成有第一隔离介质层；4在SiC外延层上方形成 覆盖 第一隔离介质层和SiC外延层的肖特基 接触 电极 ；5在SiC衬底下方形成 欧姆接触 电极以及形成位于两者之间的第二隔离介质层。本 发明 将 肖特基二极管 和PiN结构结合在一起，通过 PN结 势垒排除隧穿 电流 对最高阻断 电压 的限制，使得结势垒肖特基(JBS)结构相比于肖特基(SBD)器件，在反向模式下，可以在不牺牲正向导通压降的 基础 上，具有更低的反向 漏电流 ，和更高的阻断电压。，下面是一种结势垒肖特基结构的二极管及其制造方法专利的具体信息内容。
1.一种结势垒肖特基结构二极管，其特征在于，包括如下结构：
材料为第一导电类型的SiC衬底（01）；
在SiC衬底（01）上表面设有材料为第一导电类型的SiC外延层（03），以及SiC衬底（01）与SiC外延层（03）之间设有材料为第一导电类型的SiC缓冲层（02）；
在SiC外延层（03）上表面设有肖特基接触电极（06）；SiC衬底（01）下表面设有欧姆接触电极（08），以及SiC衬底（01）与欧姆接触电极（08）之间设有第二隔离介质层（07）；
在SiC外延层（03）上表面两侧设有第二导电类型阱区（04），且第二导电类型阱区（04）表面和SiC外延层（03）上表面齐平；
在肖特基接触电极（06）下表面两侧设有与第二导电类型阱区（04）相对应并且等宽的第一隔离介质层（05），且肖特基接触电极（06）与SiC外延层（03）的交界面和第二导电类型阱区（04）与第一隔离介质层（05）的交界面重合；
所述第二导电类型阱区（04）平面图形结构为矩形、圆形、环形、六边形、五边形的一种或多种，且上述阱区图形的厚度为0.1um-500um，边长尺寸为0.1um-30um，图形的间距为
0.1um-30um。
2.根据权利要求1所述的结势垒肖特基结构二极管，其特征在于：
SiC衬底（01）、SiC缓冲层（02）和SiC外延层（03）晶型为4H或6H；第一导电类型为n型，第二导电类型为p型；第一隔离介质层（05）、肖特基接触电极（06）、第二隔离介质层（07）和欧姆接触电极（08）材料均为金属或导电材料。
3.根据权利要求1或2所述的结势垒肖特基结构二极管，其特征在于：在第二导电类型阱区（04）上表面还设有沟槽，沟槽内填充有导电材料（10），并且第二导电类型阱区（04）上表面、SiC外延层（03）上表面和导电材料（10）的上表面均齐平。
4.根据权利要求3所述的结势垒肖特基结构二极管，其特征在于：
导电材料（10）为金属或二氧化硅、多晶硅、非晶硅和氮化硅中的一种或多种，且二氧化硅、多晶硅、非晶硅和氮化硅的掺杂类型均为n型或p型掺杂，掺杂浓度为1010 1022um-3。
~
5.基于权利要求1至2中任一权利要求所述的结势垒肖特基结构二极管的制作方法，包括以下步骤：
步骤1：选取SiC衬底（01）并在其上表面生长一层SiC外延层（03），同时在SiC衬底（01）和SiC外延层（03）之间生长一层SiC缓冲层（02）；
步骤2：在SiC外延层（03）上表面两侧形成第二导电类型阱区（04）；
步骤3：第二导电类型阱区（04）上表面形成与第二导电类型阱区（04）等宽的第一隔离介质层（05）；
步骤4：在SiC外延层（03）上方形成有覆盖第一隔离介质层（05）和SiC外延层（03）的肖特基接触电极（06）；
步骤5：在SiC衬底（01）下方形成欧姆接触电极（08）以及形成位于所述SiC衬底（01）和欧姆接触电极（08）之间的第二隔离介质层（07）。
6.根据权利要求5所述的结势垒肖特基结构二极管制作方法，其特征在于：第二导电类型阱区（04）通过离子注入再刻蚀或刻蚀后二次外延或刻蚀后离子注入方式形成。
7.根据权利要求5或6所述的结势垒肖特基结构二极管制作方法，其特征在于：第一隔离介质层（05）与第二导电类型阱区（04）表面之间、肖特基接触电极（06）与SiC外延层（03）表面之间、第二隔离介质层（07）与SiC衬底（01）表面之间、欧姆接触电极（08）与第二隔离介质层（07）表面之间均通过高温处理过程，处理方式包括快速热退火（RTA）、激光退火（LA）或高温炉中进行；处理过程中气体氛围为真空环境、氮气或、惰性气体氛围下。
8.基于权利要求5至7中任一权利要求所述的结势垒肖特基结构二极管的制作方法，其特征在于，在步骤S3与步骤S4之间还包括以下步骤：将第二导电类型阱区（04）上表面刻蚀形成沟槽，并在沟槽内填充导电材料（10）。
9.根据权利要求8所述的结势垒肖特基结构二极管制作方法，其特征在于：填充导电材料（10）通过原位掺杂或离子注入后退火激活实现，掺杂分布为单一掺杂或渐变掺杂或阶梯掺杂。
一种结势垒肖特基结构的二极管及其制造方法
技术领域
背景技术
发明内容
材料为第一导电类型的SiC衬底；
在SiC衬底上表面设有材料为第一导电类型的SiC外延层，以及SiC衬底与SiC外延层之间设有材料为第一导电类型的SiC缓冲层；
在SiC外延层上表面设有肖特基接触电极；SiC衬底下表面设有欧姆接触电极，以及SiC衬底与欧姆接触电极之间设有第二隔离介质层；
在SiC外延层上表面两侧设有第二导电类型阱区，且第二导电类型阱区表面和SiC外延层上表面齐平；
在肖特基接触电极下表面两侧设有与第二导电类型阱区相对应并且等宽的第一隔离介质层，且肖特基接触电极与SiC外延层的交界面和第二导电类型阱区与第一隔离介质层的交界面重合；
进一步，第二导电类型阱区平面图形结构为矩形、圆形、环形、六边形、五边形的一种或多种，且上述阱区图形的厚度为0.1um-500um，边长尺寸为0.1um-30um，图形的间距为
0.1um-30um。
步骤2：在SiC外延层上表面两侧形成第二导电类型阱区；
步骤3：第二导电类型阱区上表面形成与第二导电类型阱区等宽的第一隔离介质层；
步骤4：在SiC外延层上方形成有覆盖第一隔离介质层和SiC外延层的肖特基接触电极；
步骤5：在SiC衬底下方形成欧姆接触电极以及形成位于SiC衬底和欧姆接触电极之间的第二隔离介质层。
具体实施方式
材料为第一导电类型的SiC衬底01；
在SiC衬底01上表面设有材料为第一导电类型的SiC外延层03，以及SiC衬底01与SiC外延层03之间设有材料为第一导电类型的SiC缓冲层02；
在SiC外延层03上表面设有肖特基接触电极06；SiC衬底01下表面设有欧姆接触电极
08，以及SiC衬底01与欧姆接触电极08之间设有第二隔离介质层07；
在SiC外延层03上表面两侧设有第二导电类型阱区04，且第二导电类型阱区04表面和SiC外延层03上表面齐平；
在肖特基接触电极06下表面两侧设有与第二导电类型阱区04相对应并且等宽的第一隔离介质层05，且肖特基接触电极06与SiC外延层03的交界面和第二导电类型阱区04与第一隔离介质层05的交界面重合。
步骤2：在SiC外延层03上表面两侧形成第二导电类型阱区04；
步骤3：第二导电类型阱区04上表面形成与第二导电类型阱区04等宽的第一隔离介质层05；
步骤4：在SiC外延层03上方形成有覆盖第一隔离介质层05和SiC外延层03的肖特基接触电极06；
步骤5：在SiC衬底01下方形成欧姆接触电极08以及形成位于SiC衬底01和欧姆接触电极08之间的第二隔离介质层07。
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渐变掺杂或阶梯掺杂。
在SiC衬底01上表面设有材料为第一导电类型的SiC外延层03，以及SiC衬底01与SiC外延层03之间设有材料为第一导电类型的SiC缓冲层02；
在SiC外延层03上表面设有肖特基接触电极06；SiC衬底01下表面设有欧姆接触电极
08，以及SiC衬底01与欧姆接触电极08之间设有第二隔离介质层07；
在外延层03上表面两侧设有第二导电类型阱区04，且第二导电类型阱区04内填充有导电材料10，第二导电类型阱区04上表面、导电材料10上表面和SiC外延层03上表面均齐平；
在肖特基接触电极06下表面两侧设有与第二导电类型阱区04相对应并且等宽的第一隔离介质层05，且肖特基接触电极06与外延层03的交界面和第二导电类型阱区04与第一隔离介质层05的交界面重合。
步骤2：在SiC外延层03上表面两侧形成第二导电类型半导体04，在第二导电类型半导体04内形成沟槽，并填充导电材料10；
步骤3：第二导电类型阱区04和导电材料10上表面形成与第二导电类型阱区04等宽的第一隔离介质层05；
步骤4：在SiC外延层03上方形成有覆盖第一隔离介质层05和SiC外延层03的肖特基接触电极06；
步骤5：SiC衬底01下方形成欧姆接触电极08以及形成位于SiC衬底01和欧姆接触电极
08之间的第二隔离介质层07。
~
渐变掺杂或阶梯掺杂。
实施例2 1.01 4.0 7.8×10-7 1880
SBD 1.08 2.6 62.5 400
由上述数据对比分析可得出如下结论：
结势垒肖特基结构相比于肖特基器件，在反向模式下，可以在不牺牲正向导通压降的基础上，具有更低的反向漏电流，和更高的阻断电压。
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