[发明专利]基于台阶状P型CBN与SiC混合结构的4H-SiC二极管及制备方法

权利要求书

1.一种基于台阶状P型CBN与SiC混合结构的4H-SiC二极管，其特征在于，包括：自下而上依次层叠设置的欧姆接触电极(1)、N型SiC衬底层(2)、N型SiC外延层(3)和肖特基接触电极(4)，其中，

所述肖特基接触电极(4)位于所述N型SiC外延层(3)的中间区域；

所述N型SiC外延层(3)上表面的边缘形成阶梯状环形台阶；

所述N型SiC外延层(3)上表面的中间区域设置有T型凹槽(301)；

所述N型SiC外延层(3)上表面边缘的底层的台阶面上设置有第一P型注入区(5)；

所述N型SiC外延层(3)上表面边缘的中间层和顶层的台阶面上设置有第一P型终端(6)；

所述T型凹槽(301)的外围绕设有第二P型终端(7)；

所述T型凹槽(301)的下方设置有第二P型注入区(8)；

其中，所述第一P型终端(6)和所述第二P型终端(7)的材料为P型立方相氮化硼。

2.根据权利要求1所述的基于台阶状P型CBN与SiC混合结构的4H-SiC二极管，其特征在于，所述第一P型注入区(5)、所述第一P型终端(6)和所述第二P型终端(7)均为封闭环结构，所述第二P型注入区(8)为条形结构。

3.根据权利要求1所述的基于台阶状P型CBN与SiC混合结构的4H-SiC二极管，其特征在于，所述第一P型注入区(5)和所述第二P型注入区(8)的材料为P型4H-SiC。

4.根据权利要求3所述的基于台阶状P型CBN与SiC混合结构的4H-SiC二极管，其特征在于，所述P型4H-SiC的掺杂浓度为10¹⁹-10²⁰cm^-3次方量级。

5.根据权利要求1所述的基于台阶状P型CBN与SiC混合结构的4H-SiC二极管，其特征在于，还包括钝化层(9)，所述钝化层(9)设置在所述N型SiC外延层(3)上并覆盖所述N型SiC外延层(3)上表面边缘的所述第一P型注入区(5)和所述第一P型终端(6)。

6.根据权利要求5所述的基于台阶状P型CBN与SiC混合结构的4H-SiC二极管，其特征在于，还包括保护层(10)，所述保护层(10)设置在所述钝化层(9)上。

7.一种基于台阶状P型CBN与SiC混合结构的4H-SiC二极管制备方法，其特征在于，包括；

S1：在4H-SiC衬底上形成4H-SiC外延层；

S2：利用等离子体干法刻蚀对所述4H-SiC外延层的中间区域和边缘区域进行刻蚀，在所述4H-SiC外延层的边缘形成阶梯状的4H-SiC沟槽区，在所述4H-SiC外延层的中间形成T型凹槽，其中，所述阶梯状的4H-SiC沟槽区自下而上依次为第一4H-SiC沟槽区、第二4H-SiC沟槽区和第三4H-SiC沟槽区；

S3：利用等离子体干法刻蚀对所述T型凹槽外围和底部进行刻蚀，在所述T型凹槽外围形成第四4H-SiC沟槽区，在所述T型凹槽底部形成第五4H-SiC沟槽区；

S4：利用离子注入，在所述第一4H-SiC沟槽区内和所述第五4H-SiC沟槽区内形成P型注入区；

S5：利用化学气相淀积技术，在所述第二4H-SiC沟槽区、所述第三4H-SiC沟槽区和所述第四4H-SiC沟槽区内淀积形成P型终端；其中，P型终端的材料为P型立方相氮化硼；

S6：在器件表面通过化学气相淀积，形成钝化层；

S7：在所述4H-SiC衬底的底面制备欧姆接触电极；

S8：刻蚀部分所述钝化层漏出器件中间区域的所述4H-SiC外延层，在漏出的所述4H-SiC外延层上制备肖特基接触电极；

S9：在所述钝化层上制备形成保护层。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述P型终端的材料为P型立方相氮化硼，所述P型注入区的材料为P型4H-SiC。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述P型4H-SiC的掺杂浓度为10¹⁹-10²⁰cm^-3次方量级。