肖特基勢(shì)壘二極管及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包括碳化硅（SiC)的肖特基勢(shì)壘二極管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 肖特基勢(shì)壘二極管（SBD)采用將金屬和半導(dǎo)體連接起來的肖特基結(jié)。與普通的PN 二極管不同，SBD呈現(xiàn)出快速開關(guān)特性，并且具有比PN二極管更低的導(dǎo)通電壓特性。
[0003] 通常，在肖特基勢(shì)壘二極管中，應(yīng)用結(jié)勢(shì)壘肖特基（JBS)結(jié)構(gòu)，其中p+區(qū)在肖特基 結(jié)部的較低端形成，以提高降低泄漏電流的特性，通過重疊在施加反向電壓時(shí)擴(kuò)散的PN二 極管耗盡層，從而獲得阻塞泄漏電流并改善擊穿電壓的效果。
[0004] 然而，由于肖特基部中存在P+區(qū)，用作向前方向的電流路徑的肖特基電極與η-漂 移層之間的接觸面積減小，因此存在電阻值增大的問題，并且肖特基勢(shì)壘二極管的導(dǎo)通電 阻增大。此外，由于P+區(qū)浮動(dòng)，阻塞泄漏電流的耗盡層的寬度不大，因此減少P+區(qū)之間間 隔的工藝存在一定困難。
[0005] 在【背景技術(shù)】部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景的理解，因此可能包含 不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)的是當(dāng)施加正向電壓時(shí)導(dǎo)通電阻下降的肖特基二極管。
[0007] 本發(fā)明一個(gè)示例性實(shí)施例提供一種肖特基勢(shì)壘二極管，包括：η_型外延層，布置 在η+型碳化娃基板的第一表面上；第一 ρ+區(qū)，布置在η-型外延層上；η型外延層，布置在 η-型外延層和第一 ρ+區(qū)上；第二ρ+區(qū)，布置在η型外延層上，并且與第一 ρ+區(qū)相接觸；肖 特基電極，布置在η型外延層和第二ρ+區(qū)上；以及歐姆電極，布置在η+碳化硅基板的第二 表面上，其中第一 P+區(qū)具有柵格形狀，其包括多個(gè)垂直部以及將各個(gè)垂直部的兩端彼此連 接的水平部，垂直部包括多個(gè)具有類六邊形的第一部、多個(gè)連接各個(gè)第一部的第二部、以及 多個(gè)連接第一部和水平部的第三部，并且每個(gè)第二部和每個(gè)第三部被定形為類桿狀。
[0008] 每個(gè)第一部可具有正六邊形形狀。
[0009] 每個(gè)第一部的寬度大于每個(gè)第二部的寬度。
[0010] 每個(gè)第二部的寬度與每個(gè)第三部的寬度可以相同。
[0011] 穿過第一部的中心點(diǎn)的水平線可以與穿過相鄰垂直部的第一部的中心點(diǎn)的水平 線不相交。
[0012] 第二P+區(qū)具有四邊形形狀。
[0013] 第二P+區(qū)可以與水平部以及位于多個(gè)垂直部中的兩端的垂直部相接觸。
[0014] η型外延層的摻雜濃度可以高于η-型外延層的摻雜濃度。
[0015] 本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例提供一種制造肖特基勢(shì)壘二極管的方法，包括：在 η+型碳化硅基板的第一表面上形成η-型外延層；將ρ+離子注入到η-型外延層的表面中， 以形成第一 P+區(qū)；在η-型外延層和第一 ρ+區(qū)上形成η型外延層；將ρ+離子注入到η型外 延層的表面中，以形成與第一 P+區(qū)相接觸的第二P+區(qū)；在η型外延層和第二P+區(qū)上形成 肖特基電極；以及在η+型碳化硅基板的第二表面上形成歐姆電極，其中第一 ρ+區(qū)具有柵格 形狀，其包括多個(gè)垂直部以及將各個(gè)垂直部的兩端彼此連接的水平部，垂直部包括多個(gè)具 有類六邊形的第一部、多個(gè)連接各個(gè)第一部的第二部、以及多個(gè)連接第一部和水平部的第 三部，并且每個(gè)第二部和每個(gè)第三部被定形為類桿狀。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，位于雙層P+區(qū)中的下層中的P+區(qū)被定形為類柵 格，其包括垂直部和水平部，并且每個(gè)垂直部包括每個(gè)被定形為類六邊形的第一部，以增大 η-型外延層的面積，從而增大當(dāng)施加正向電壓時(shí)的電流量。
[0017] 此外，與肖特基電極相接觸的η型外延層的摻雜濃度被形成為高于位于η型外延 層下面的η-型外延層的摻雜濃度，以減小肖特基勢(shì)壘二極管的電阻，從而增加在施加正向 電壓時(shí)的電流量。
[0018] 此外，肖特基結(jié)的面積達(dá)到最大值，從而減小施加正向電壓時(shí)的導(dǎo)通電阻。
【附圖說明】
[0019] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的肖特基勢(shì)壘二極管的橫截面圖；
[0020] 圖2示出圖1的η-型外延層的平面圖；
[0021] 圖3示出圖1的η型外延層的平面圖；
[0022] 圖4示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的肖特基勢(shì)壘二極管的第一 ρ+區(qū)的一部分 的俯視圖；
[0023] 圖5示出根據(jù)比較例的肖特基勢(shì)壘二極管的第一 ρ+區(qū)的一部分的俯視圖；
[0024] 圖6至圖9按順序示出制造根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的肖特基勢(shì)壘二極管的方法 的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 將通過參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 會(huì)明白，在沒有偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對(duì)所描述的實(shí)施例以各種不同方 式修改。設(shè)置本文公開的示例性實(shí)施例，使得所公開的內(nèi)容變得透徹和完整，并且本發(fā)明的 精神范圍將被本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員充分理解。
[0026] 在所述附圖中，為了清晰起見，層和區(qū)域的厚度被放大。此外，在提到層在其他層 或基板"上"存在時(shí)的情況下，該層可以在其他層或基板上直接形成或第三層可以插在所述 層與其它層或基板之間。相同的附圖標(biāo)記指代整個(gè)說明書中的相同構(gòu)成元件。
[0027] 應(yīng)當(dāng)理解本文使用的術(shù)語"車輛"或"車輛的"或類似術(shù)語包括一般的汽車，例如 包括運(yùn)動(dòng)型多功能車（SUV)的轎車，公共汽車，卡車，各種商用車輛，包括各種乘船和船艦 的水運(yùn)工具，航空器及其類似物，以及包括混合動(dòng)力汽車，電動(dòng)汽車，插電式混合電動(dòng)汽車， 混合動(dòng)力汽車以及其他可選燃料車輛（例如，從不是石油的資源獲取燃料）。正如本文所參 考的，混合動(dòng)力汽車是具有兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)力源的車輛，例如包括汽油動(dòng)力和電動(dòng)力的車輛。
[0028] 本文所使用術(shù)語僅用于描述特定實(shí)施例的目的，并不是為了限制本發(fā)明。正如本 文所使用的，單數(shù)形式"一"，"一個(gè)"，"該"也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中明確指出不同。 應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解，當(dāng)用于本說明書時(shí)，術(shù)語"包括"指定陳述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和 /或組件的存在，但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合 的存在和添加。正如本文所使用的，術(shù)語"和/或"包括關(guān)聯(lián)列出項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任 意一個(gè)和全部組合。
[0029] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的肖特基勢(shì)壘二極管的橫截面圖，圖2示出圖 1的η-型外延層的平面圖，圖3示出圖1的η型外延層的平面圖。
[0030] 參照?qǐng)D1到圖3,在根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的肖特基勢(shì)壘二極管中，η-型外延層 200、η型外延層400和肖特基電極600按順序布置在η+型碳化硅基板100的第一表面上， 歐姆電極700布置在η+型碳化硅基板100的第二表面上。η型外延層400的摻雜濃度高于 η-型外延層200的摻雜濃度。
[0031] 將ρ+離子注入到其中第一 ρ+區(qū)300布置在η-型外延層200中，將ρ+離子注入 到其中第二P+區(qū)500布置在η型外延層400中。注入到第一 ρ+區(qū)300和第二ρ+區(qū)500 的P+離子可以是相同或不同的。特別地，肖特基電極600與η型外延層400和第二ρ+區(qū) 500相接觸。
[0032] 第一 ρ+區(qū)300以柵格形狀布置在η-型外延層200的表面上。第一 ρ+區(qū)300包 括多個(gè)垂直部310,以及連接各垂直部310的兩端的水平部320。
[0033] 垂直部310包括多個(gè)具有六邊形形狀的第一部311，多個(gè)連接各個(gè)第一部311的第 二部312,以及多個(gè)連接第一部311和水平部320的第三部313。每個(gè)第一部311可被定形 為類六邊形，優(yōu)選地為正六邊形，并且每個(gè)第一部311的寬度大于每個(gè)第二部312的寬度。 第二部312和第三部313的每個(gè)形狀類似于桿，并且其寬度可以彼此相同。
[0034] 在彼此相鄰的兩個(gè)垂直部310中，第一部311以Z字形布置，使得穿過第一部311