[发明专利]SiC肖特基二极管的制备方法及其结构

说明书

本发明涉及一种SiC肖特基二极管的制备方法及其结构，该制备方法包括：选取SiC衬底层，在所述SiC衬底层上表面生长SiC外延层，在所述SiC外延层内形成P⁺区域，在所述SiC外延层上表面生长隔离介质层，刻蚀所述隔离介质层形成隔离窗口，并在所述隔离窗口中生长NiCr合金层形成肖特基接触，在所述隔离介质层和所述NiCr合金层上表面生长第一铜石墨烯层形成器件的阳极电极，在所述SiC衬底层下表面生长第一金属层形成欧姆接触，在所述第一金属层下表面生长第二金属层形成器件阴极电极，以完成所述SiC肖特基二极管的制备。本发明的利用NiCr材料与SiC之间接触调整势垒高度变化，进而减小肖特基势垒的高度，降低了SiC肖特基二极管的开启电压，达到减小漏电流和能耗、增大反向电压的效果。

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，特别是涉及一种SiC肖特基二极管的制备方法及其结构。

背景技术

第三代半导体材料SiC(碳化硅)，具有禁带宽度大，临界击穿场强高、热导率和电子饱和速率高等优点，非常适合制作高压、高温、高频、大功率半导体器件。SiC功率器件作为新一代高效能电力电子器件已成为电力电子技术最为重要的发展方向，在新能源汽车、轨道交通、机车牵引、智能电网等领域具有重要的应用前景和发展，而碳化硅功率器件具有高耐压特性的一个重要条件是具有良好的终端结构。

肖特基(Schottky)势垒二极管是利用金属与半导体之间接触势垒进行工作的一种多数载流子器件。肖特基二极管相比PN二极管具有更加简单的结构，在制造工艺上也较为简单，因此成本也较低，肖特基二极管选通的电阻转换存储器相比于PN二极管具有一定的优势，并且肖特基二极管在电流和相应时间上也有不错的表现。

但是由于SiC的禁带宽度较宽，很难获得低的肖特基势垒高度值，导致SiC与金属接触时，肖特基势垒高度过高，影响半导体功率器件的开启电压，造成能耗过大。

发明内容

因此，为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种SiC肖特基二极管的制备方法及其结构。

具体地，本发明一个实施例提出的一种SiC肖特基二极管的制备方法，包括：

选取SiC衬底层；

在所述SiC衬底层上表面生长SiC外延层；

在所述SiC外延层内形成P⁺区域；

在所述SiC外延层上表面生长隔离介质层；

刻蚀所述隔离介质层形成隔离窗口，并在所述隔离窗口中生长NiCr合金层形成肖特基接触；

在所述隔离介质层和所述NiCr合金层上表面生长第一铜石墨烯层形成器件的阳极电极；

在所述SiC衬底层下表面生长第一金属层形成欧姆接触；

在所述第一金属层下表面生长第二金属层形成器件的阴极电极，以完成所述SiC肖特基二极管的制备。

在本发明的一个实施例中，在所述SiC衬底层上表面生长SiC外延层，包括：

清洗所述SiC衬底层；

利用化学气相沉积工艺在所述SiC衬底层上沉积所述SiC外延层。

在本发明的一个实施例中，在所述SiC外延层内形成P⁺区域，包括：

在所述SiC外延层上制作离子注入阻挡层；

对所述SiC外延层进行Al离子注入；

在1600℃～1750℃氩气氛围中进行离子激活退火，形成所述P⁺区域。

在本发明的一个实施例中，在所述SiC外延层上表面生长隔离介质层，包括：