结势垒肖特基二极管器件及其制作方法技术

本申请公开了一种结势垒肖特基二极管及其制作方法，所述结势垒肖特基二极管包括：外延片，具有外延层；所述外延层具有相对的第一表面和第二表面；所述第一表面具有功能区以及位于所述功能区两侧的沟槽区；深沟槽，位于所述沟槽区的表面内；第一离子注入区，位于所述深沟槽的侧壁以及底部的表面内；肖特基区扩展结构，位于相邻两个所述深沟槽之间的功能区表面内，用于增大相邻两个所述深沟槽之间肖特基区的面积。本申请技术方案中，通过深沟槽可以增大第一离子注入区的注入深度，通过设置在两个深沟槽之间的肖特基区扩展结构，能够增大相邻两个深沟槽之间的肖特基区的面积。邻两个深沟槽之间的肖特基区的面积。邻两个深沟槽之间的肖特基区的面积。

【技术实现步骤摘要】
结势垒肖特基二极管器件及其制作方法


[0001]本申请涉及半导体器件
，更具体的说，涉及一种结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky，简称JBS)及其制作方法。

技术介绍

[0002]SiC作为近十几年来迅速发展的宽禁带半导体材料，与其它半导体材料(如Si，GaN及GaAs等)相比，SiC材料具有宽禁带、高热导率、高载流子饱和迁移率、高功率密度等优点。SiC可以热氧化生成二氧化硅，使得SiC MOSFET及肖特基二极管(Schottky barrier diodes，简称SBD)等功率器件和电路的实现成为可能。自20世纪90年代以来，SiC MOSFET和SBD等功率器件已在开关稳压电源、高频加热、汽车电子以及功率放大器等方面取得了广泛的应用。
[0003]如图1所示，图1为一种常规SiC肖特基二极管器件的结构示意图，包括：基底1；设置在基底1上的外延层2；外延层2背离基底1的一侧表面包括功能区以及在功能区两侧的离子注入区3；外延层2背离基底1的一侧表面具有阳极；基底1背离外延层2的一侧薄膜具有阴极。一般的，外延层2为基于N+型(N型重掺杂)的基底1形成的N型SiC外延层，离子注入区3为P+掺杂(P型重掺杂)。
[0004]常规SiC肖特基二极管器件中，离子注入区3的注入深度以及肖特基区的面积有待进一步提升。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种结势垒肖特基二极管及其制作方法，方案如下：
[0006]一种结势垒肖特基二极管器件，包括：
[0007]外延片，具有外延层；所述外延层具有相对的第一表面和第二表面；所述第一表面具有功能区以及位于所述功能区两侧的沟槽区；
[0008]深沟槽，位于所述沟槽区的表面内；
[0009]第一离子注入区，位于所述深沟槽的侧壁以及底部的表面内；
[0010]肖特基区扩展结构，位于相邻两个所述深沟槽之间的功能区表面内，用于增大相邻两个所述深沟槽之间肖特基区的面积。
[0011]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述肖特基区扩展结构包括：位于所述功能区表面内的第二离子注入区；
[0012]其中，所述第二离子注入区的注入深度小于所述第一离子注入区的离子注入深度；所述第一离子注入区与所述第二离子注入区的掺杂类型相同，且与所述外延片的掺杂类型不同。
[0013]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述深沟槽为多级沟槽，所述多级沟槽包括在第一方向上依次排布的多个子沟槽；所述第一方向为所述深沟槽的开口指向底部的方向；同一所述深沟槽中，相邻的两个子沟槽中，靠近所述深沟槽底部的子沟槽的宽度小
于远离所述深沟槽底部的子沟槽的宽度。
[0014]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述功能区具有单级沟槽，所述单级沟槽的深度小于所述深沟槽的深度；
[0015]其中，所述第二离子注入区位于所述单级沟槽的侧壁以及底部的表面内。
[0016]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述深沟槽中，与所述第一表面相邻的子沟槽为第一级子沟槽；
[0017]所述单级沟槽与所述第一级子沟槽的深度相同。
[0018]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述多级沟槽中，在所述第一方向上，同一所述子沟槽的宽度不变；
[0019]所述单级沟槽的宽度不变。
[0020]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述功能区的表面内具有第一电场缓冲注入区，所述第一电场缓冲区包围所述单级沟槽的开口，用于增大所述单级沟槽侧壁靠近开口位置第二离子注入区的厚度。
[0021]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述第二离子注入区为直接对所述器件区离子注入形成的无沟槽离子注入区。
[0022]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述沟槽区的表面内具有第二电场缓冲注入区，所述第二电场缓冲注入区包围所述深沟槽的开口，用于增大所述深沟槽侧壁靠近开口位置第一离子注入区的厚度。
[0023]优选的，在上述结势垒肖特基二极管器件中，所述肖特基区扩展结构位于相邻两个所述深沟槽的中间。
[0024]本申请还提供了一种上述结势垒肖特基二极管器件的制作方法，包括：
[0025]提供一外延片，具有外延层；所述外延层具有相对的第一表面和第二表面；所述第一表面具有功能区以及位于所述功能区两侧的沟槽区；
[0026]在所述沟槽区的表面内形成深沟槽，在相邻两个所述深沟槽之间的功能区表面内形成肖特基区扩展结构；所述肖特基区扩展结构用于增大相邻两个所述深沟槽之间肖特基区的面积；所述沟槽的侧壁以及底部具有第一离子注入区。
[0027]优选的，在上述制作方法中，所述深沟槽为多级沟槽，所述多级沟槽包括在第一方向上依次排布的多个子沟槽；所述第一方向为所述深沟槽的开口指向底部的方向；同一所述深沟槽中，相邻的两个子沟槽中，靠近所述深沟槽底部的子沟槽的宽度小于远离所述深沟槽底部的子沟槽的宽度；
[0028]形成所述第一离子注入区的方法包括：
[0029]基于所述多级沟槽进行离子注入，在各级子沟槽的侧壁以及底部形成所述第一离子注入区。
[0030]优选的，在上述制作方法中，所述肖特基区扩展结构包括：位于所述功能区表面内的第二离子注入区；其中，所述第二离子注入区的注入深度小于所述第一离子注入区的离子注入深度；所述第一离子注入区与所述第二离子注入区的掺杂类型相同，且与所述外延片的掺杂类型不同；
[0031]形成所述肖特基区扩展结构的方法包括：
[0032]在形成所述多级沟槽与所述第一表面相邻的子沟槽的同时，在所述功能区的表面
内形成单级沟槽；
[0033]在形成所述第一离子注入区的同时，形成所述第二离子注入区。
[0034]优选的，在上述制作方法中，形成所述肖特基区扩展结构的方法包括：
[0035]直接对所述器件区进行离子注入区，形成无沟槽的离子注入区作为所述肖特基区扩展结构。
[0036]通过上述描述可知，本申请技术方案提供的结势垒肖特基二极管及其制作方法中，所述结势垒肖特基二极管包括：外延片，具有外延层；所述外延层具有相对的第一表面和第二表面；所述第一表面具有功能区以及位于所述功能区两侧的沟槽区；深沟槽，位于所述沟槽区的表面内；第一离子注入区，位于所述深沟槽的侧壁以及底部的表面内；肖特基区扩展结构，位于相邻两个所述深沟槽之间的功能区表面内，用于增大相邻两个所述深沟槽之间肖特基区的面积。本申请技术方案中，通过深沟槽可以增大第一离子注入区的注入深度，通过设置在两个深沟槽之间的肖特基区扩展结构，能够增大相邻两个深沟槽之间的肖特基区的面积。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结势垒肖特基二极管器件，其特征在于，包括：外延片，具有外延层；所述外延层具有相对的第一表面和第二表面；所述第一表面具有功能区以及位于所述功能区两侧的沟槽区；深沟槽，位于所述沟槽区的表面内；第一离子注入区，位于所述深沟槽的侧壁以及底部的表面内；肖特基区扩展结构，位于相邻两个所述深沟槽之间的功能区表面内，用于增大相邻两个所述深沟槽之间肖特基区的面积。2.根据权利要求1所述的结势垒肖特基二极管器件，其特征在于，所述肖特基区扩展结构包括：位于所述功能区表面内的第二离子注入区；其中，所述第二离子注入区的注入深度小于所述第一离子注入区的离子注入深度；所述第一离子注入区与所述第二离子注入区的掺杂类型相同，且与所述外延片的掺杂类型不同。3.根据权利要求2所述的结势垒肖特基二极管器件，其特征在于，所述深沟槽为多级沟槽，所述多级沟槽包括在第一方向上依次排布的多个子沟槽；所述第一方向为所述深沟槽的开口指向底部的方向；同一所述深沟槽中，相邻的两个子沟槽中，靠近所述深沟槽底部的子沟槽的宽度小于远离所述深沟槽底部的子沟槽的宽度。4.根据权利要求3所述的结势垒肖特基二极管器件，其特征在于，所述功能区具有单级沟槽，所述单级沟槽的深度小于所述深沟槽的深度；其中，所述第二离子注入区位于所述单级沟槽的侧壁以及底部的表面内。5.根据权利要求4所述的结势垒肖特基二极管器件，其特征在于，所述深沟槽中，与所述第一表面相邻的子沟槽为第一级子沟槽；所述单级沟槽与所述第一级子沟槽的深度相同。6.根据权利要求4所述的结势垒肖特基二极管器件，其特征在于，所述多级沟槽中，在所述第一方向上，同一所述子沟槽的宽度不变；所述单级沟槽的宽度不变。7.根据权利要求4所述的结势垒肖特基二极管器件，其特征在于，所述功能区的表面内具有第一电场缓冲注入区，所述第一电场缓冲区包围所述单级沟槽的开口，用于增大所述单级沟槽侧壁靠近开口位置第二离子注入区的厚度。8.根据权利要求2所述的结势垒肖特基二极管器件，其特征在于，所述第二离子注入区为直接对所述器件区离子注入形成的无沟槽离子注入区。9.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁俊，
申请(专利权)人：湖北九峰山实验室，
类型：发明
国别省市：