一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115985939A(43)申请公布日2023.04.18(21)申请号202211737278.8(22)申请日2022.12.31(71)申请人扬州扬杰电子科技股份有限公司地址225008江苏省扬州市邗江区平山堂北路江阳创业园三期(72)发明人王正杨程王毅(74)专利代理机构扬州市苏为知识产权代理事务所(普通合伙)32283专利代理师郭翔(51)Int.Cl.H01L29/06(2006.01)H01L21/329(2006.01)H01L29/16(2006.01)H01L29/872(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法(57)摘要一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法，涉及碳化硅二极管器件。包括从下而上依次连接的背面加厚金属、背面欧姆接触金属、碳化硅衬底和碳化硅外延层；所述碳化硅外延层上设有交替设置的P型扩散区和P型分压环；所述碳化硅外延层的一侧设有从下而上依次设置的正面接触金属和正面加厚金属；所述碳化硅外延层的另一侧设有伸入正面接触金属下方的场氧；所述场氧的上方设有延伸至正面加厚金属上方的钝化层。具体的，所述钝化层包括从下而上依次设置的无机钝化层和有机钝化层。具体的，所述碳化硅衬底和碳化硅外延层导电类型均为N型。具体的，若干所述P型扩散区的间距相同。本发明很大程度上增强了器件的反向耐压性能。CN115985939ACN115985939A权利要求书1/1页1.一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法，其特征在于，包括从下而上依次连接的背面加厚金属（12）、背面欧姆接触金属（11）、碳化硅衬底（1）和碳化硅外延层（2）；所述碳化硅外延层（2）上设有交替设置的P型扩散区（4）和P型分压环（5）；所述碳化硅外延层（2）的一侧设有从下而上依次设置的正面接触金属（7）和正面加厚金属（8）；所述碳化硅外延层（2）的另一侧设有伸入正面接触金属（7）下方的场氧（6）；所述场氧（6）的上方设有延伸至正面加厚金属（8）上方的钝化层。2.根据权利要求1所述的一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法，其特征在于，所述钝化层包括从下而上依次设置的无机钝化层（9）和有机钝化层（10）。3.根据权利要求1所述的一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法，其特征在于，所述碳化硅衬底（1）和碳化硅外延层（2）导电类型均为N型。4.根据权利要求1所述的一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法，其特征在于，若干所述P型扩散区（4）的间距相同。5.根据权利要求1所述的一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法，其特征在于，所述P型分压环（5）的间距为0.5um至2um。6.一种终端沟槽结构的碳化硅二极管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，在碳化硅衬底（1）上生长碳化硅外延层（2）；S200，在碳化硅外延层（2）上通过介质薄膜沉积、光刻和刻蚀，形成图形化掩膜氧化层后，通过刻蚀工艺形成终端沟槽结构（3）；S300，在碳化硅外延层（2）上通过介质薄膜沉积、光刻和刻蚀，形成图形化掩膜氧化层后，通过Al离子注入和高温激活退火形成P型扩散区（4）和P型分压环（5）；S400，在主结处的P型扩散区（4）和P型分压环（5）上方通过沉积形成场氧（6）；S500，在P型扩散区（4）上通过金属沉积形成正面接触金属（7），正面接触金属（7）的末端搭在场氧（6）上方，沉积完后进行退火处理，形成肖特基接触金属；S600，在正面接触金属（7）上沉积正面加厚金属（8），作为电极引出；S700，在正面加厚金属（8）和场氧（6）的上方制作无机钝化层（9），无机钝化层（9）从场氧（6）的端部向正面加厚金属（8）方向爬升，止于靠近正面加厚金属（8）的中部位置；S800，在无机钝化层（9）的上方制备有机钝化层（10）；S900，在碳化硅衬底（1）的背面通过欧姆接触方式形成欧姆金属电极（11）；S1000，在背面欧姆接触金属（11）上沉积背面加厚金属（12）。7.根据权利要求1所述的一种终端沟槽结构的碳化硅二极管的制备方法，其特征在于，步骤S200中所述终端沟槽结构（3）的深度在0.3um至1um。8.根据权利要求1所述的一种终端沟槽结构的碳化硅二极管的制备方法，其特征在于，步骤S500中离子注入为Al离子，注入能量范围在30‑500keV，注入剂量范围在1E12‑1E16cm‑2，注入温度在400‑600℃，完成注入后高温激活退火温度在1600‑1900℃，形成的P型结的深度在0.6‑1.0um。2CN115985939A说明书1/4页一种终端沟槽结构的碳化硅二极管及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及碳化硅二极管器件，主要涉及一种终端沟