[发明专利]一种碳化硅二极管的制备方法及碳化硅二极管

说明书

本发明公开了一种碳化硅二极管的制备方法及由该制备方法制成的碳化硅二极管，该碳化硅二极管包括一碳化硅衬底(11)、一碳化硅外延层(12)、一图形化的场板介质层(16b)、一图形化的肖特基接触电极(17b)和一欧姆接触电极层(18)；碳化硅外延层(12)设置于碳化硅衬底(11)的正面；在碳化硅外延层(12)内且沿着碳化硅外延层(12)的上表面设置有图形化的离子注入区(15)；碳化硅外延层(12)的上表面设置有图形化的场板介质层(16b)，且碳化硅外延层(12)的上表面未图形化的场板介质层(16b)覆盖的区域设置有图形化的肖特基接触电极(17b)；图形化的场板介质层(16b)的上表面的部分区域被图形化的肖特基接触电极(17b)覆盖，其余区域裸露；欧姆接触电极层(18)设置于碳化硅衬底(11)的背面。

技术领域

本发明属于半导体器件技术领域，尤其是涉及一种碳化硅二极管的制备方法及由该制备方法制成的碳化硅二极管。

背景技术

碳化硅材料具有宽带隙，高击穿场强，高热导率，高饱和电子迁移速率，以及极好的物理化学稳定性等特性，适于在高温、高频、大功率和极端环境下工作。碳化硅二极管包括单极型器件和双极型器件两大类，单极型器件指的是在工作状态下只有一种载流子导电的器件，如肖特基二极管和结势垒肖特基二极管；双极型器件指的是在工作状态下有两种载流子导电的器件，如PiN二极管。单极型器件开启电压小，但是制备高压器件时，漂移层厚度随之增加，导致通态电阻增大，器件通态损耗较大；双极型器件具有少子的电导调制效应可以降低通态电阻，但是由于碳化硅的PN结自建电势差较大，开启电压高达3V，同样导致了较大的通态损耗。

应用中，碳化硅二极管的浪涌电流、雪崩电流耐量有待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种碳化硅二极管的制备方法及由该制备方法制成的碳化硅二极管。

为解决上述技术问题，发明采用如下的技术方案：

本发明提供一种碳化硅二极管的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

S1：在碳化硅衬底的正面形成一碳化硅外延层；

S2：在碳化硅外延层的表面形成一离子注入掩膜层；

S3：对离子注入掩膜层进行图形化处理，得到图形化的离子注入掩膜层，且碳化硅外延层表面未被图形化的离子注入掩膜层覆盖的区域形成离子注入窗口；

S4：采用离子注入法经离子注入窗口向碳化硅外延层上表面注入离子，形成离子注入区；

S5：离子注入结束后将图形化的离子注入掩膜层剥离，然后进行高温退火处理；

S6：高温退火处理后，在碳化硅外延层表面形成一场板介质层；

S7：对场板介质层进行图形化处理，得到图形化的场板介质层；

S8：在图形化的场板介质层表面形成一肖特基接触电极层，且在碳化硅衬底的背面形成一欧姆接触电极层；

S9：对肖特基接触电极层进行图形化处理，使得图形化的场板介质层表面的部分区域裸露，得到图形化的肖特基接触电极。

优选地，所述步骤S4中，所述离子注入区内包含至少一个离子注入基准区域，每一个离子注入基准区域内包含至少一个离子注入最小单元区，且每一个离子注入基准区域的边缘设置有环形边界区域。

进一步优选地，所述离子注入区内的每一个所述离子注入基准区域的形状为矩形，且每一个所述离子注入基准区域内的每一个所述离子注入最小单元区的形状为矩形。

进一步优选地，当所述离子注入区内包含两个以上所述离子注入基准区域时，其中任意两个所述离子注入基准区域相同，且所有的所述离子注入基准区域均匀排列。