專利名稱：新型碳化硅肖特基二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，尤其涉及一種應(yīng)用于高壓高頻系統(tǒng)如大功率整流、 開關(guān)電源、變頻器等裝置中的二極管。
背景技術(shù)：
肖特基勢壘二極管(SBD)是利用金屬與半導(dǎo)體表面接觸形成勢壘的非線性特性制成的功率二極管。SBD在導(dǎo)通過程中沒有額外載流子的注入和儲存，因而基本上沒有反向恢復(fù)電流，其關(guān)斷過程很快，開關(guān)損耗很小。但是SBD的導(dǎo)通電阻隨著其阻斷電壓的提高迅速增加(比導(dǎo)通電阻和阻斷電壓的 2. 5次方成正比)，在較高壓的SBD器件中，其導(dǎo)通電阻會相當(dāng)大。隨著對阻斷電壓的要求越來越高，現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的應(yīng)用受到了明顯的限制。鑒于此，迫切需要發(fā)明一種新的二極管結(jié)構(gòu)， 可以在一定的阻斷電壓等級條件下，降低SBD的導(dǎo)通電阻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有SBD結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中的不足，提供一種新型碳化硅肖特基二極管。 本發(fā)明可以實現(xiàn)器件的比導(dǎo)通電阻和阻斷電壓成正比關(guān)系，和傳統(tǒng)SBD結(jié)構(gòu)相比，它在一定的阻斷電壓等級要求下，可以大大降低SBD的導(dǎo)通電阻，減少其通態(tài)損耗，使碳化硅肖特基二極管的性能得到良好的改善。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決
新型碳化硅肖特基二極管，包括SiC襯底，SiC襯底下端連接有陰極，SiC襯底上端連接有SiC外延層，SiC外延層上端連接有肖特基勢壘接觸金屬層，肖特基勢壘接觸金屬層上設(shè)有陽極，所述的SiC外延層為至少兩個且依次疊接，最下層的SiC外延層與陰極相連，最上層的SiC外延層與肖特基勢壘接觸金屬層相連，SiC外延層的上表面設(shè)有P區(qū)。本發(fā)明設(shè)置多個SiC外延層的疊接結(jié)構(gòu)，且每次疊接后都需要配套以相應(yīng)的離子注入和高溫退火。 通過增加SiC外延層的數(shù)量，從而提高SBD反向阻斷電壓，降低器件的導(dǎo)通電阻，使得肖特基勢壘二極管的通態(tài)損耗更小。作為優(yōu)選，所述SiC外延層上表面設(shè)有的P區(qū)有兩個。相鄰的兩個SiC外延層的 P區(qū)不一定要相互對準(zhǔn)。本發(fā)明由于采用了以上技術(shù)方案，具有顯著的技術(shù)效果在普通肖特基勢壘二極管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過增加SiC外延層的數(shù)量，從而提高SBD反向阻斷電壓，降低器件的導(dǎo)通電阻。本發(fā)明的工業(yè)生產(chǎn)工藝，相比于其他降低SBD導(dǎo)通電阻減少通態(tài)損耗的技術(shù)，更能節(jié)約生產(chǎn)成本，即以相對較低的成本提升肖特基勢壘二極管的工作性能。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 實施例
新型碳化硅肖特基二極管，如圖1所示，包括SiC襯底2，SiC襯底2下端連接有陰極1， SiC襯底2上端連接有SiC外延層3，SiC外延層3上端連接有肖特基勢壘接觸金屬層5，肖特基勢壘接觸金屬層5上設(shè)有陽極6，所述的SiC外延層3為至少兩個且依次疊接，最下層的SiC外延層3與陰極1相連，最上層的SiC外延層3與肖特基勢壘接觸金屬層5相連，每個SiC外延層3均通過P型離子注入在SiC外延層3表面形成兩個ρ區(qū)4。各個SiC外延層3的P區(qū)4不一定要相互對準(zhǔn)。本發(fā)明在工作時，正向電流通過陽極6進(jìn)入到肖特基勢壘接觸金屬層5，依次流入 SiC外延層3，最后由陰極1流出。當(dāng)SBD正向偏置時，PN結(jié)也進(jìn)入正偏狀態(tài)，但SBD的開啟電壓比PN結(jié)低，正向電流將通過SBD通道，N型SBD通道為阻性區(qū)域，故正向壓降較PN結(jié)大大降低，并且多個外延層結(jié)構(gòu)較單層結(jié)構(gòu)的導(dǎo)通電阻可以大大降低。同理，在相同的導(dǎo)通電阻下，其反向阻斷電壓等級可以大為提高。總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.新型碳化硅肖特基二極管，包括SiC襯底(2)，SiC襯底(2)下端連接有陰極(1)， SiC襯底(2 )上端連接有SiC外延層(3 )，SiC外延層(3 )上端連接有肖特基勢壘接觸金屬層(5)，肖特基勢壘接觸金屬層(5)上設(shè)有陽極(6)，其特征在于所述的SiC外延層(3)為至少兩個且依次疊接，最下層的SiC外延層(3)與陰極(1)相連，最上層的SiC外延層(3) 與肖特基勢壘接觸金屬層(5 )相連，SiC外延層(3 )的上表面設(shè)有P區(qū)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型碳化硅肖特基二極管，其特征在于所述SiC外延層(3) 上表面設(shè)有的P區(qū)(4)有兩個。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，公開了一種應(yīng)用于高壓高頻系統(tǒng)如大功率整流、開關(guān)電源、變頻器等裝置中的新型碳化硅肖特基二極管。它包括SiC襯底(2)，SiC襯底(2)下端連接有陰極(1)，SiC襯底(2)上端連接有SiC外延層(3)，SiC外延層(3)上端連接有肖特基勢壘接觸金屬層(5)，肖特基勢壘接觸金屬層(5)上設(shè)有陽極(6)，所述的SiC外延層(3)為至少兩個且依次疊接，最下層的SiC外延層(3)與陰極(1)相連，最上層的SiC外延層(3)與肖特基勢壘接觸金屬層(5)相連，SiC外延層(3)的上表面設(shè)有P區(qū)(4)。本發(fā)明通過增加SiC外延層的數(shù)量，從而提高SBD反向阻斷電壓，降低器件的導(dǎo)通電阻，使得肖特基勢壘二極管的通態(tài)損耗更小。
文檔編號H01L29/06GK102569421SQ20101059296
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者周偉成, 崔京京, 盛況, 鄧永輝, 郭清 申請人:浙江大學(xué)