[发明专利]一种低成本碳化硅肖特基二极管芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种低成本碳化硅肖特基二极管芯片，其特征在于，包括背面层状金属电极、正面层状金属电极、衬底、外延层一、P型保护环、肖特基金属层、环状钝化层以及环状聚酰亚胺膜；

所述背面层状金属电极、衬底以及外延层一从下往上依次叠加，所述衬底的上表面上设置有外延层一，所述衬底的下表面上淀积设置有所述背面层状金属电极；

所述P型保护环设置在所述外延层一的上表面上，所述P型保护环位于所述外延层一的外部；

所述外延层一的且位于所述P型保护环的环内的上表面上淀积设置有所述肖特基金属层，所述肖特基金属层与所述P型保护环的内侧向环面接触；

所述环状钝化层设置在所述外延层一的上表面上且所述环状钝化层的下环状表面的内圈遮盖所述P型保护环的上环状表面的外圈；

所述正面层状金属电极覆盖着所述肖特基金属层的上表面以及所述P型保护环的上环状表面的内圈；

所述环状聚酰亚胺膜覆盖着所述正面层状金属电极与所述钝化层的对接缝处。

2.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管芯片，其特征在于，所述正面层状金属电极为Al金属层或Au金属层。

3.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管芯片，其特征在于，所述背面层状金属电极包括从上到下依次叠加的欧姆接触层、Ni金属层与Ag金属层，所述欧姆接触层为金属镍层，厚度为200nm到300nm。

4.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管芯片，其特征在于，所述环状钝化层为二氧化硅层、氮化硅层或二氧化硅与氮化硅的混合物层。

5.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管芯片，其特征在于，所述肖特基金属层为肖特基金属钼层。

6.一种权利要求1所述的一种低成本碳化硅肖特基二极管芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)N型碳化硅衬底上生长外延层一与外延层二：衬底为N型碳化硅材料，在所述衬底的上表面上生长出外延层一，然后再在所述外延层一的上表面上生长出外延层二，完成后制得加工中间件；

所述外延层一的材质为N型碳化硅材料，所述外延层二的材质为P型碳化硅材料；

2)P型保护环：首先在所述外延层二的上表面上涂覆光刻胶，然后使用掩膜板光刻出与P型保护环尺寸相同的光刻胶环，然后将所述外延层二的未被光刻胶环所覆盖的部分全部给刻蚀除去，仅留下被所述光刻胶环覆盖的部分，然后去除光刻胶环，完成后制得P型保护环；

3)处理刻蚀后的表面：在步骤2)完成后制得的加工中间件的上表面处热氧化出一层二氧化硅薄膜，然后使用氢氟酸溶液把二氧化硅薄膜腐蚀去除；

4)淀积钝化层：在步骤3)完成后制得的加工中间件的上表面上淀积钝化层，然后再先光刻再刻蚀所述钝化层制得环状钝化层以刻蚀出用于制作肖特基结的窗口；

5)溅射肖特基金属势垒：向步骤4)制得的窗口中溅射肖特基金属，然后在氮气和氢气氛围中进行退火，退火后去除表面未反应的肖特基金属，形成肖特基金属层；

6)淀积正面层状金属电极：在步骤5)的退火后制得的加工中间件的上表面上淀积金属，然后再先光刻再刻蚀以将正面淀积金属的外围一圈刻蚀去掉露出环状钝化层，完成后形成正面层状金属电极；

7)淀积背面层状金属电极：在步骤6)完成后制得的加工中间件的背面上淀积金属，形成背面层状金属电极；

8)涂覆聚酰亚胺膜：在步骤7)完成后制得的加工中间件的上表面上涂覆聚酰亚胺膜，完成后制得所述碳化硅肖特基二极管芯片。

7.根据权利要求6所述的碳化硅肖特基二极管芯片的制备方法，其特征在于，步骤2)中，采用等离子刻蚀方法刻蚀外延层二,通入一定比例的O₂、SF₂以及C₄F气体刻蚀外延层二。

8.根据权利要求6所述的碳化硅肖特基二极管芯片的制备方法，其特征在于，步骤3)中，在800℃～1200℃下热氧化出一层二氧化硅薄膜。