一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法、芯片技术

本申请属于半导体技术领域，提供了一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法、芯片，通过在N型沟道层内增加多个两端分别与N型漂移层和N型再生层接触的P型深区结构，在N型再生层的正面形成多个P型注入区，阳极金属层与P型注入区之间形成欧姆接触，并与N型再生层之间形成肖特基接触，当器件在高温条件下处于反向偏置时，P型深区结构和P型注入区共同承担电场尖峰，在均匀化电场的同时，电场尖峰位置下移，P型深区结构和P型注入区具有双重屏蔽作用，将热量远离肖特基结，从而对肖特基结起到加强保护的作用，大大降低了器件的漏电流，解决了二极管在高温环境下由于漏电较大导致器件稳定性降低，限制了二极管器件的应用场景的问题。限制了二极管器件的应用场景的问题。限制了二极管器件的应用场景的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法、芯片


[0001]本申请属于半导体器件
，尤其涉及一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法、芯片。

技术介绍

[0002]传统型的肖特基势垒二极管(SchottkyBarrierDiode，SBD)以反向恢复速度著称，但其反偏下漏电流较大的特点限制了其使用范围。传统型结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky，JBS)以优异的抗浪涌能力著称，其反偏漏电流虽低于SBD，但在一些高温环境下，其漏电仍处于较高水准，不仅降低了器件的稳定性，而且极大地限制了二极管器件的应用场景。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法、芯片，旨在解决目前的二极管在高温环境下由于漏电较大导致器件稳定性降低，限制了二极管器件的应用场景的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种碳化硅肖特基二极管，所述碳化硅肖特基二极管包括：
[0005]依次层叠设置的N型衬底、N型漂移层、N型沟道层以及N型再生层；其中，所述N型沟道层的掺杂浓度大于所述N型漂移层的掺杂浓度和所述N型再生层的掺杂浓度；
[0006]多个P型深区结构，形成于所述N型沟道层内，且所述P型深区结构的两端分别与所述N型漂移层和所述N型再生层接触；
[0007]多个P型注入区，多个所述P型注入区形成于所述N型再生层的正面；其中，多个所述P型深区结构与多个所述P型注入区交错设置；
[0008]阳极金属层，形成于所述P型注入区和所述N型再生层的正面；其中，所述阳极金属层与所述P型注入区之间形成欧姆接触，所述阳极金属层与所述N型再生层之间形成肖特基接触；
[0009]阴极金属层，形成于所述N型衬底的背面，且与所述N型衬底之间形成欧姆接触。
[0010]在一个实施例中，相邻的所述P型深区结构之间的距离相等。
[0011]在一个实施例中，相邻的所述P型注入区之间的距离相等。
[0012]在一个实施例中，多个所述P型深区结构将所述N型沟道层划分为多个N型沟道区；
[0013]多个所述P型注入区与多个所述N型沟道区一一对应。
[0014]在一个实施例中，每个所述P型注入区与对应的所述N型沟道区相对设置。
[0015]在一个实施例中，每个所述P型注入区与对应的所述N型沟道区的宽度相等。
[0016]在一个实施例中，所述N型再生层的掺杂浓度大于所述N型漂移层的掺杂浓度。
[0017]在一个实施例中，所述P型注入区的深度小于所述N型再生层的厚度的二分之一。
[0018]本申请实施例第二方面还提供了一种碳化硅肖特基二极管的制备方法，所述制备
方法包括：
[0019]在N型衬底的正面依次形成N型漂移层、N型沟道层；
[0020]在所述N型沟道层内形成多个深入至所述N型漂移层的P型深区结构；
[0021]在所述N型沟道层的正面形成N型再生层；其中，所述N型沟道层的掺杂浓度大于所述N型漂移层的掺杂浓度和所述N型再生层的掺杂浓度；
[0022]在所述N型再生层的正面形成多个P型注入区；其中，多个所述P型深区结构与多个所述P型注入区交错设置；
[0023]在所述P型注入区和所述N型再生层的正面形成阳极金属层；其中，所述阳极金属层与所述P型注入区之间形成欧姆接触，所述阳极金属层与所述N型再生层之间形成肖特基接触；
[0024]在所述N型衬底的背面形成阴极金属层；其中，所述阴极金属层与所述N型衬底之间形成欧姆接触。
[0025]本申请实施例第三方面还提供了一种芯片，包括如上述任一项所述的碳化硅肖特基二极管；或者包括由上述实施例所述的制备方法制备的碳化硅肖特基二极管。
[0026]本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
[0027]通过在N型沟道层内增加多个P型深区结构，且P型深区结构的两端分别与N型漂移层和N型再生层接触，多个P型注入区形成于N型再生层的正面，阳极金属层与P型注入区之间形成欧姆接触，阳极金属层与N型再生层之间形成肖特基接触，阴极金属层形成于N型衬底的背面，且与N型衬底之间形成欧姆接触，在正向偏置时电流由N型再生层流入N型沟道层，然后经过N型漂移层、N型衬底流出，在高温反向偏置时，P型深区结构和P型注入区共同承担电场尖峰，在均匀化电场的同时，电场尖峰位置下移，P型深区结构和P型注入区具有双重屏蔽作用，将热量远离肖特基结，从而对肖特基结起到加强保护的作用，大大降低了器件的漏电流，解决了二极管在高温环境下由于漏电较大导致器件稳定性降低，限制了二极管器件的应用场景的问题。
附图说明
[0028]图1示出了本申请实施例提供的碳化硅肖特基二极管的截面示意图；
[0029]图2示出了本申请实施例提供的碳化硅肖特基二极管的制备方法的实现流程示意图；
[0030]图3示出了本申请实施例提供的在N型衬底上依次形成N型漂移层以及N型沟道层后的示意图；
[0031]图4示出了本申请实施例提供的形成P型深区结构后的示意图；
[0032]图5示出了本申请实施例提供的形成N型再生层后的示意图；
[0033]图6示出了本申请实施例提供的形成P型注入区后的示意图；
[0034]图7示出了本申请实施例提供的阳极金属层后的示意图。
具体实施方式
[0035]为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅
用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0036]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0037]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[0038]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0039]传统型结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky，JBS)以优异的抗浪涌能力著称，其反偏漏电流虽低于SBD，但在一些高温环境下，其漏电仍处于较高水准，不仅降低了器件的稳定性，而且极大地限制了二极管器件的应用场景。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅肖特基二极管，其特征在于，所述碳化硅肖特基二极管包括：依次层叠设置的N型衬底、N型漂移层、N型沟道层以及N型再生层；其中，所述N型沟道层的掺杂浓度大于所述N型漂移层的掺杂浓度和所述N型再生层的掺杂浓度；多个P型深区结构，形成于所述N型沟道层内，且所述P型深区结构的两端分别与所述N型漂移层和所述N型再生层接触；多个P型注入区，多个所述P型注入区形成于所述N型再生层的正面；其中，多个所述P型深区结构与多个所述P型注入区交错设置；阳极金属层，形成于所述P型注入区和所述N型再生层的正面；其中，所述阳极金属层与所述P型注入区之间形成欧姆接触，所述阳极金属层与所述N型再生层之间形成肖特基接触；阴极金属层，形成于所述N型衬底的背面，且与所述N型衬底之间形成欧姆接触。2.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管，其特征在于，相邻的所述P型深区结构之间的距离相等。3.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管，其特征在于，相邻的所述P型注入区之间的距离相等。4.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管，其特征在于，多个所述P型深区结构将所述N型沟道层划分为多个N型沟道区；多个所述P型注入区与多个所述N型沟道区一一对应。5.根据权利要求4所述的碳化硅肖特基二极管，其特征在于，每个所述P型注入区与对应的所述N型沟道区相对设置。6.根据权利要求5所述的碳化硅肖特基二极管，其特征在于，每个所述P型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，
申请(专利权)人：天狼芯半导体成都有限公司，
类型：发明
国别省市：