本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，尤其涉及一種減小漏電的sic?sbd二極管及制備方法。

背景技術(shù)：

1、sic能夠以高頻器件結(jié)構(gòu)的sbd（肖特基勢(shì)壘二極管）結(jié)構(gòu)得到600v以上的高耐壓二極管。如果用sic-sbd替換現(xiàn)在主流產(chǎn)品快速pn結(jié)二極管（frd:快速恢復(fù)二極管），能夠明顯減少恢復(fù)損耗，有利于電源的高效率化，并且通過(guò)高頻驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)電感等無(wú)源器件的小型化，而且可以降噪，因此被廣泛應(yīng)用于空調(diào)、電源、光伏發(fā)電系統(tǒng)中的功率調(diào)節(jié)器、電動(dòng)汽車快速充電器等功率因數(shù)校正電路（pfc電路）和整流橋電路中。

2、htrb（high?temperature?reverse?bias）實(shí)驗(yàn)是sic?sbd二極管必須考核的可靠性項(xiàng)目，而在該實(shí)驗(yàn)中原生漏電較高的sic?sbd往往首先因?yàn)闊崂鄯e失效，原因是在175℃下，80%vr偏置電壓下，sic?sbd漏電會(huì)達(dá)到幾十或者上百的ua級(jí)漏電，在試驗(yàn)過(guò)程中芯片會(huì)因?yàn)槁╇娏鳟a(chǎn)生熱量，如果不能快速的把熱量散出，芯片結(jié)溫會(huì)超出175℃，導(dǎo)致sic?sbd失效率大大增加，因此如何降低sic?sbd原生漏電就顯得格外重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種減小特基界面處的電場(chǎng)強(qiáng)度和漏電的一種減小漏電的sic?sbd二極管及制備方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，包括如下步驟：

4、s100，在n+襯底層的上依次生長(zhǎng)n型緩沖層和n-漂移層；

5、s200，在n-漂移層頂面蝕形若干溝槽區(qū)；

6、s300，在溝槽區(qū)底部通過(guò)離子注入形成包裹于溝槽區(qū)底面和拐角處的p型掩蔽層，注入完成后高溫離子激活；

7、s400，在溝槽區(qū)內(nèi)側(cè)形成氧化層，并在氧化層內(nèi)淀積多晶硅形成poly層，引出poly電極；

8、s500，在n-漂移層、氧化層和poly層頂面通過(guò)濺射形成肖特基金屬；

9、s600，在肖特基金屬頂面通過(guò)濺射形成正面金屬，引出正電極；

10、s700，n+襯底層背面減薄，并形成背面金屬，引出負(fù)電極。

11、具體的，步驟s100中n+襯底層摻雜n離子，摻雜濃度為1e19cm-2±10%。

12、具體的，步驟s100中n型緩沖層摻雜n離子，摻雜濃度為1e18cm-2±10%。

13、具體的，步驟s100中n-漂移層摻雜的是n離子，摻雜濃度為8e15-1e16cm-2，厚度為5-15um。

14、具體的，步驟s200中溝槽區(qū)深度為0.8-1.2um，間距為2.5-3um。

15、具體的，步驟s300中p型掩蔽層摻雜的是al離子，摻雜濃度為1e18-1e19cm-2，摻雜深度為0.5-1um，p型掩蔽層完全包裹溝槽區(qū)底部拐角。

16、具體的，步驟s400中氧化層與溝槽區(qū)兩個(gè)側(cè)壁連接，氧化層生長(zhǎng)溫度為1250-1350℃，生長(zhǎng)厚度為40-60nm。

17、具體的，步驟s500中poly層底部與p型掩蔽層接觸，側(cè)部與氧化層接觸，頂部與n-漂移層表面齊平。

18、具體的，步驟s700中背面金屬在ni金屬濺射后進(jìn)行激光退火，激光能量為2-4?mj/cm2。

19、一種減小漏電的sic?sbd二極管，包括從下而上依次設(shè)置的背面金屬、n+襯底層、n型緩沖層、n-漂移層、肖特基金屬和正面金屬；

20、所述n-漂移層上設(shè)有：

21、poly層，設(shè)有若干，分別間隔從所述n-漂移層頂面向下延伸；

22、氧化層，設(shè)有若干，分別位于所述poly層與n-漂移層之間；所述氧化層頂面與poly層頂面齊平，所述氧化層底面與poly層底面齊平；

23、p型掩蔽層，設(shè)置在所述氧化層和poly層的底面和拐角處，所述p型掩蔽層底面與n-漂移層底面設(shè)有間距。

24、具體的，所述肖特基金屬分別與n-漂移層、氧化層和poly層連接。

25、本發(fā)明有益效果：

26、與傳統(tǒng)的sic?jbs二極管相比，本案利用氧化層將poly電極與n-漂移層絕緣，形成平面電容器，在反向阻斷時(shí)poly電極兩側(cè)會(huì)排斥周圍的電子使得上層的n-漂移層摻雜濃度降低，耗盡區(qū)更好擴(kuò)展，肖特基界面處的電場(chǎng)強(qiáng)度下降，減弱了肖特基效應(yīng)，減小漏電。同時(shí)利用溝槽將p型掩蔽層由表面延伸至n-漂移層內(nèi)部且與正極相連同電位，在器件反向阻斷時(shí)，n-漂移層內(nèi)的電場(chǎng)分布被改變，電場(chǎng)峰值由表面向下移動(dòng)，遠(yuǎn)離肖特基界面，從而減小漏電。因此在相同摻雜的外延層可以實(shí)現(xiàn)更低的反向漏電和更高耐壓。

27、在二極管使用過(guò)程往往會(huì)有正向電流沖擊，此時(shí)poly電極也可以作為泄流路徑，正向電流不僅可以由肖特基結(jié)流出，也可以通過(guò)poly電極流入p型掩蔽層，再由p型掩蔽層流出，且pn結(jié)二極管通流能力大于肖特基二極管，大大提升器件的正向浪涌能力。

技術(shù)特征：

1.一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，步驟s100中n+襯底層（1）摻雜n離子，摻雜濃度為1e19cm-2±10%。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，步驟s100中n型緩沖層（2）摻雜n離子，摻雜濃度為1e18cm-2±10%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，步驟s100中n-漂移層（3）摻雜的是n離子，摻雜濃度為8e15-1e16cm-2，厚度為5-15um。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，步驟s200中溝槽區(qū)（4）深度為0.8-1.2um，間距為2.5-3um。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，步驟s300中p型掩蔽層（5）摻雜的是al離子，摻雜濃度為1e18-1e19cm-2，摻雜深度為0.5-1um，p型掩蔽層（5）完全包裹溝槽區(qū)（4）底部拐角。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，步驟s400中氧化層（6）與溝槽區(qū)（4）兩個(gè)側(cè)壁連接，氧化層（6）生長(zhǎng)溫度為1250-1350℃，生長(zhǎng)厚度為40-60nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，步驟s500中poly層（7）底部與p型掩蔽層（5）接觸，側(cè)部與氧化層（6）接觸，頂部與n-漂移層（3）表面齊平。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減小漏電的sic?sbd二極管制備方法，其特征在于，步驟s700中背面金屬（10）在ni金屬濺射后進(jìn)行激光退火，激光能量為2-4?mj/cm2。

10.一種減小漏電的sic?sbd二極管，通過(guò)權(quán)利要求1-9任一所述的一種減小漏電的sicsbd二極管制備方法制備，其特征在于，包括從下而上依次設(shè)置的背面金屬（10）、n+襯底層（1）、n型緩沖層（2）、n-漂移層（3）、肖特基金屬（8）和正面金屬（9）；

技術(shù)總結(jié)
一種減小漏電的SiC?SBD二極管及制備方法，涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。SiC?SBD二極管中利用氧化層將Poly電極與N<supgt;?</supgt;漂移層絕緣，形成平面電容器，在反向阻斷時(shí)Poly電極兩側(cè)排斥周圍的電子，使上層N<supgt;?</supgt;漂移層耗盡區(qū)擴(kuò)展，肖特基界面處的電場(chǎng)強(qiáng)度下降，減弱肖特基效應(yīng)，減小漏電。同時(shí)利用刻蝕溝槽將P型掩蔽層延伸至N<supgt;?</supgt;漂移層內(nèi)部，且與正極連接等電位，在器件反向阻斷時(shí)，電場(chǎng)峰值由表面向下移動(dòng)，遠(yuǎn)離肖特基界面,從而減小漏電。

技術(shù)研發(fā)人員：王坤,楊程,王正,萬(wàn)勝堂,馬馳遠(yuǎn),朱秀梅,王毅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：揚(yáng)州揚(yáng)杰電子科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7