[实用新型]一种SiC结势垒肖特基二极管

说明书

本实用新型公开了一种SiC结势垒肖特基二极管，其特征在于，包括：第一导电类型的SiC衬底；第一导电类型的SiC外延层，位于衬底的第一表面上，其中，外延层的掺杂浓度小于衬底的掺杂浓度；结势垒区，从外延层的远离衬底的表面延伸进入外延层，结势垒区包括多个第二导电类型的环状或者条状结构；第二导电类型的SiC结终端扩展区，自结势垒区的结终端向远离结势垒区的两侧延伸设置，掺杂浓度自结势垒的结终端向两侧逐渐减小；介质层，设置在外延层的远离衬底的表面上，并具有斜坡结构，在与结势垒区对应的部分形成开口；第一电极层，设置在衬底的第二表面上；以及第二电极层，包括覆盖开口的肖特基接触区和延伸到介质层上的场板结构。

技术领域

本实用新型涉及半导体领域。更具体地，涉及一种SiC结势垒肖特基二极管及其制作方法。

背景技术

在SiC二极管中，结势垒肖特基结构(JBS)是将肖特基和PiN结构结合在一起的一种器件结构，通过PN结势垒排除隧穿电流对最高阻断电压的限制，结合了两者的优点，使得JBS结构相比于肖特基器件，反向模式下泄漏电流更低，阻断电压高。因此，在高速、高耐压的SiC二极管领域具有很大的优势。

由于器件的击穿电压在很大程度上取决于结曲率引起的边缘强电场，因此为了缓解表面终止的结边缘处的电场集中，提高器件的实际击穿电压，需要对器件进行结终端结构的设计。结终端结构主要包括场板(FP)、场限环(FLR)、结终端延伸(JTE)等。

单区JTE中具有一个非常典型的矛盾关系：当JTE剂量很高时，会在JTE边缘处形成一个新的电场尖峰，使得器件在这里发生击穿；当JTE剂量过低时，又会削弱对主结边缘的保护，使得器件在此处击穿。解决这对矛盾关系的方法就是采用渐变的JTE结构。另一方面，单纯的传统场板终端结构只能将击穿电压提高到1500V左右，为了使下方的半导体耗尽区尽可能承担大的电压，必须使该区域的电场强度维持在临界电场附近。

因此，需要提供一种SiC结势垒肖特基二极管，在提高器件的击穿电压的同时还能简化工艺流程，降低工艺难度和工艺成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高耐压的SiC结势垒肖特基二极管。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种SiC结势垒肖特基二极管，其特征在于，包括：第一导电类型的SiC衬底；第一导电类型的SiC外延层，位于衬底的第一表面上，其中，外延层的掺杂浓度小于衬底的掺杂浓度；结势垒区，从外延层的远离衬底的表面延伸进入外延层，结势垒区包括多个第二导电类型的环状或者条状结构；第二导电类型的SiC结终端扩展区，自结势垒区的结终端向远离结势垒区的两侧延伸设置，掺杂浓度自结势垒的结终端向两侧逐渐减小；介质层，设置在外延层的远离衬底的表面上且具有斜坡结构，并且斜坡结构自势垒区的结终端起向两侧方向逐渐加厚，在与结势垒区对应的部分形成开口；第一电极层，设置在衬底的第二表面上；以及第二电极层，包括覆盖开口的肖特基接触区和延伸到介质层上的场板结构。

可选地，介质层由SiO2材料构成。

可选地，第一导电类型为N型且第二导电类型为P型。

可选地，第一导电类型为P型且第二导电类型为N型。

可选地，在第二电极层中，所述场板结构延伸到所述介质层上5-50μm。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述技术方案提供了一种通过厚度渐变的场板结构和浓度渐变的结终端扩展区来提高器件耐压的SiC结势垒肖特基二极管，不但提高了耐压，而且解决了结终端扩展结构对掺杂度和剂量过于敏感的问题。此外，本公开的SiC结势垒肖特基二极管简化了制作的工艺流程，降低了工艺难度和工艺成本。

附图说明