【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电子，具体涉及一种碳化硅二极管及其制造方法。
技术介绍
1、传统硅基半导体器件的性能已经逐渐接近材料的物理极限，而采用以碳化硅为代表的第三代半导体材料所制作的器件具有高频、高压、耐高温、抗辐射等优异的工作能力。
2、sic mosfet作为sic器件的代表，具备低导通损耗、快开关速度、高工作频率等诸多优异特性，现已逐渐在电动汽车、充电桩、新能源发电、工业控制、柔性直流输电等应用场景中得到推广和使用，由于碳化硅器件在不同的工作场景中需要挑战一些极限环境，比如在高温、高脉冲电流的环境下使用，因此还需要提升碳化硅器件的可靠性。
3、可靠性提升的设计中，一种常见的方法是提升肖特基二极管的抗浪涌电流能力，普通肖特基二极管采用pn交替的方式阵列排列，正向通过n区肖特基降低开启电压，降低正向压降，从而减小常高温下的导通电阻；另一方面通过p区形成pn结，利用pn结反向阻断特性，降低反向漏电流，提升击穿电压。但是，由于普通肖特基二极管的p区正向未形成欧姆接触，势垒较高，pn结在正向状态下不导通；因此，普通肖特基二极管的高抗浪涌电流特性无法显示；另一方面sic二极管芯片在工作状态下，由于芯片不同区域散热效率的不同，芯片不同区域间会出现温度梯度，芯片中央区域往往表现出较高的结温，使得sic二极管芯片在部分区域结温未达极限的情况下仍存在高温失效的风险，对sic二极管芯片的可靠性造成不利影响。
4、综上，还需要优化设计，以利用pn结提升浪涌电流能力，并能改善温度分布情况，减少积热情况的发生，以提升整体可
技术实现思路
1、本专利技术所要提供的是一种结构改进的碳化硅二极管，以解决上述问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、一方面，本专利技术提供一种碳化硅二极管，其包括衬底；
4、所述衬底上沿垂直方向依次设有缓冲层、n型漂移区、接触金属层、外侧金属层；
5、所述缓冲层的上表面设有所述n型漂移区；所述n型漂移区的漂移区域隔嵌有多个p型掺杂区；
6、所述n型漂移区的上表面设有所述接触金属层；所述接触金属层分别与所述n型漂移区和所述p型掺杂区接触；所述p型掺杂区与所述接触金属层的接触区宽度沿所述n型漂移区的外缘至中心方向依次递增；
7、所述接触金属层的上表面设有所述外侧金属层。
8、可选的，所述p型掺杂区包括p型低掺杂区和p型高掺杂区；
9、所述p型高掺杂区与所述接触金属层形成类欧姆接触区域；
10、相邻p型掺杂区与所述接触金属层形成肖特基接触区域。
11、可选的，所述p型低掺杂区的掺杂宽度范围为0.1μm-10μm；
12、所述p型低掺杂区的深度范围为0.5μm-10μm；
13、所述p型低掺杂区的掺杂浓度范围为1×1015cm-3-1×1019cm-3。
14、可选的，所述p型高掺杂区的掺杂宽度范围为0.1μm-10μm；
15、所述p型高掺杂区的深度范围为0.5μm-10μm；
16、所述p型高掺杂区的掺杂浓度范围为1×1019cm-3-1×1020cm-3。
17、可选的，n型漂移区外缘处p型掺杂区与所述接触金属层的接触区宽度的范围为0.1μm-3μm；
18、n型漂移区中心处p型掺杂区与所述接触金属层的接触区宽度的范围为1μm-10μm。
19、可选的，所述p型掺杂区与所述接触金属层的接触区宽度递增梯度范围为每微米增加1μm-10μm。
20、可选的，所述p型掺杂区的上表面与所述n型漂移区的上表面的间距范围为0-100μm。
21、可选的，所述p型掺杂区的表面轮廓为条形、间隔条形、正四边形、正六边形中的至少一种；
22、所述p型掺杂区与所述接触金属层的接触区宽度为所述p型掺杂区的表面轮廓的最大宽度。
23、可选的，所述接触金属层为钛金属层或镍金属层，或钛镍合金层。
24、可选的，所述衬底的下表面还设有背面金属层。
25、另一方面，本专利技术还提供一种碳化硅二极管制造方法，其主要包括如下步骤：
26、对衬底进行预处理；
27、在所述衬底上制备外延层，所述外延层至少包括缓冲层和n型漂移区；
28、通过掩膜版在所述外延层上制备二氧化硅掩膜；
29、基于光刻法和干刻法加工p型掺杂区的掩膜结构，并通过离子注入法对所述p型掺杂区掺杂；
30、在所述外延层上通过沉积法依次加工接触金属层和外侧金属层。
31、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
32、本专利技术利用p型掺杂区的接触区宽度自所在区域的边缘至中心呈递增的非均匀分布规律，从而降低器件中央区域较高的结温，使器件的温度分布较为均匀，以提高碳化硅二极管的可靠性。
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1.一种碳化硅二极管，其特征在于，包括衬底；所述衬底上沿垂直方向依次设有缓冲层、n型漂移区、接触金属层、外侧金属层；
2.根据权利要求1所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型掺杂区包括p型低掺杂区和p型高掺杂区；
3.根据权利要求2所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型低掺杂区的掺杂宽度范围为0.1μm-10μm；
4.根据权利要求2所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型高掺杂区的掺杂宽度范围为0.1μm-10μm；
5.根据权利要求3或4所述的碳化硅二极管，其特征在于，n型漂移区外缘处p型掺杂区与所述接触金属层的接触区宽度的范围为0.1μm-3μm；
6.根据权利要求5所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型掺杂区与所述接触金属层的接触区宽度递增梯度范围为每微米增加1μm-10μm。
7.根据权利要求1所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型掺杂区的上表面与所述n型漂移区的上表面的间距范围为0-100μm。
8.根据权利要求1所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型掺杂区的表面轮廓为条形、
9.根据权利要求1所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述接触金属层为钛金属层或镍金属层，或钛镍合金层。
10.根据权利要求1所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述衬底的下表面还设有背面金属层。
11.一种碳化硅二极管制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种碳化硅二极管，其特征在于，包括衬底；所述衬底上沿垂直方向依次设有缓冲层、n型漂移区、接触金属层、外侧金属层；
2.根据权利要求1所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型掺杂区包括p型低掺杂区和p型高掺杂区；
3.根据权利要求2所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型低掺杂区的掺杂宽度范围为0.1μm-10μm；
4.根据权利要求2所述的碳化硅二极管，其特征在于，所述p型高掺杂区的掺杂宽度范围为0.1μm-10μm；
5.根据权利要求3或4所述的碳化硅二极管，其特征在于，n型漂移区外缘处p型掺杂区与所述接触金属层的接触区宽度的范围为0.1μm-3μm；
6.根据权利要求5所述的碳化硅二极管...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛喜平，金锐，李哲洋，桑玲，谢伟，华斌，
申请(专利权)人：北京智慧能源研究院，
类型：发明
国别省市：
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