一種碳化硅肖特基二極管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種碳化硅肖特基二極管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]肖特基二極管(Schottky d1de, SBD)具有正向壓降低、反向恢復(fù)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。而碳化硅材料以其寬禁帶寬度、高飽和電子漂移率等特點(diǎn)成為制備肖特基二極管的優(yōu)選材料，碳化娃肖特基一■極管具有尚關(guān)斷電壓、低反向漏電流、低開關(guān)損耗等特點(diǎn)，成為尚頻和快速開關(guān)的理想器件。
[0003]對(duì)于碳化硅肖特基二極管來說，正向?qū)顟B(tài)下的功耗PF = IF*VF對(duì)總體功耗的貢獻(xiàn)最大。由于碳化硅肖特基二極管的電流&是由其應(yīng)用方式預(yù)先決定的，因此降低碳化硅肖特基二極管的功耗只能通過降低其正向壓降％來實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)有的碳化硅肖特基二極管在保證其反向阻斷電壓不變，即保證其耐壓能力不變的條件下，其正向壓降％很難降低，因此其總體功耗也很難降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種碳化硅肖特基二極管，所述二極管具有低正向壓降和總體功耗。
[0005]一種碳化硅肖特基二極管，包括:
[0006]第一摻雜類型碳化娃襯底；
[0007]位于所述襯底一側(cè)的陰極；
[0008]位于所述襯底背離所述陰極一側(cè)的外延層；
[0009]位于所述外延層表面的陽極；
[0010]所述外延層的摻雜濃度由所述陽極邊界至所述襯底邊界逐漸增高。
[0011]優(yōu)選的，所述外延層的摻雜濃度的分布方式為線性分布或余誤差分布或高斯分布。
[0012]優(yōu)選的，所述二極管還包括:
[0013]位于所述外延層表面內(nèi)部的多個(gè)第二摻雜類型的結(jié)區(qū)。
[0014]優(yōu)選的，所述二極管還包括:
[0015]位于所述外延層表面內(nèi)部、所述多個(gè)結(jié)區(qū)兩側(cè)的結(jié)終端保護(hù)區(qū)。
[0016]優(yōu)選的，所述二極管還包括:
[0017]位于所述外延層表面、覆蓋所述結(jié)終端保護(hù)區(qū)的終端鈍化層。
[0018]優(yōu)選的，所述終端鈍化層為二氧化硅層或氮化硅層。
[0019]—種碳化硅肖特基二極管的制備方法，包括:
[0020]提供第一摻雜類型的碳化娃襯底；
[0021]在所述襯底一側(cè)生長外延層，所述外延層的摻雜濃度由所述襯底邊界至所述外延層表面逐漸降低；
[0022]在所述外延層表面形成所述二極管的陽極；
[0023]在所述襯底背離所述外延層一側(cè)形成所述二極管的陰極。
[0024]優(yōu)選的，在所述襯底一側(cè)生長外延層之后，在所述外延層表面形成所述二極管的陽極之前還包括:
[0025]在所述外延層表面注入第二摻雜類型的粒子，在其表面內(nèi)部形成多個(gè)結(jié)區(qū)。
[0026]優(yōu)選的，在所述襯底一側(cè)生長外延層之后，在所述外延層表面形成所述二極管的陽極之前還包括:
[0027]在所述外延層表面注入第二摻雜類型的粒子，在其表面內(nèi)部形成位于所述多個(gè)結(jié)區(qū)兩側(cè)的結(jié)終端保護(hù)區(qū)。
[0028]優(yōu)選的，在所述外延層表面注入第二摻雜類型的粒子，在其表面內(nèi)部形成位于所述多個(gè)結(jié)區(qū)兩側(cè)的結(jié)終端保護(hù)區(qū)之后，在所述外延層表面形成所述二極管的陽極之前還包括:
[0029]在所述外延層表面形成終端鈍化層；
[0030]所述終端鈍化層覆蓋所述結(jié)終端保護(hù)區(qū)。
[0031]優(yōu)選的，在所述外延層表面形成所述二極管的陽極之后還包括:
[0032]在所述陽極表面形成陽極優(yōu)化層。
[0033]優(yōu)選的，所述陽極優(yōu)化層為鋁金屬層。
[0034]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種碳化硅肖特基二極管及其制備方法，其中，所述二極管的外延層的摻雜濃度由所述陽極邊界至所述襯底邊界逐漸增高。對(duì)于所述二極管的外延層來講，高摻雜濃度有利于降低所述二極管的導(dǎo)通電阻，低摻雜濃度有利于提升所述二極管的耐壓能力。而發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳化硅肖特基二極管處于反偏狀態(tài)時(shí)，由于反向電壓的存在使得其外延層產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)，所述內(nèi)建電場(chǎng)強(qiáng)度由所述二極管的陽極邊界至所述襯底邊界逐漸減弱。因此將所述外延層的摻雜濃度由所述陽極邊界至所述襯底邊界逐漸升高可以在保持所述二極管的耐壓能力不變的前提下，降低其正向?qū)娮?，進(jìn)而降低其導(dǎo)通壓降和總體功耗。
【附圖說明】
[0035]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0036]圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的一種碳化硅肖特基二極管；
[0037]圖2為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的一種碳化硅肖特基二極管；
[0038]圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的一種碳化硅肖特基二極管的制備方法流程圖；
[0039]圖4為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的一種碳化硅肖特基二極管的制備方法的流程圖；
[0040]圖5-9為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例提供的碳化硅肖特基二極管在制備過程中的器件剖面結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]正如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有技術(shù)中的碳化硅肖特基二極管的正向壓降較高，其總體功耗也較高。
[0042]有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種碳化硅肖特基二極管，包括:
[0043]第一摻雜類型碳化娃襯底；
[0044]位于所述襯底一側(cè)的陰極；
[0045]位于所述襯底背離所述陰極一側(cè)的外延層；
[0046]位于所述外延層表面的陽極；
[0047]所述外延層的摻雜濃度由所述陽極邊界至所述襯底邊界逐漸增高。
[0048]相應(yīng)的，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種碳化硅肖特基二極管的制備方法，包括:
[0049]提供第一摻雜類型的碳化娃襯底；
[0050]在所述襯底一側(cè)生長外延層，所述外延層的摻雜濃度由所述襯底邊界至所述外延層表面逐漸降低；
[0051]在所述外延層表面形成所述二極管的陽極；
[0052]在所述襯底背離所述外延層一側(cè)形成所述二極管的陰極。
[0053]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種碳化硅肖特基二極管及其制備方法，其中，所述二極管的外延層的摻雜濃度由所述陽極邊界至所述襯底邊界逐漸增高。對(duì)于所述二極管的外延層來講，高摻雜濃度有利于降低所述二極管的導(dǎo)通電阻，低摻雜濃度有利于提升所述二極管的耐壓能力。而發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳化硅肖特基二極管處于反偏狀態(tài)時(shí)，由于反向電壓的存在使得其外延層產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)，所述內(nèi)建電場(chǎng)強(qiáng)度由所述二極管的陽極邊界至所述襯底邊界逐漸減弱。因此將所述外延層的摻雜濃度由所述陽極邊界至所述襯底邊界逐漸升高可以在保持所述二極管的耐壓能力不變的前提下，降低其正向?qū)娮?，進(jìn)而降低其導(dǎo)通壓降和總體功耗。
[0054]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0055]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種碳化硅肖特基二極管，如圖1所示，包括:
[0056]第一摻雜類型碳化娃襯底100 ；
[0057]位于所述襯底100 —側(cè)的陰極400 ;
[0058]位于所述襯底100背離所述陰極400 —側(cè)的外延層200 ;
[0059]位于所述外延層200表面的陽極300 ；
[0060]所述外延層200的摻雜濃度由所述陽極300邊界至所述襯底100邊界逐漸增高。
[0061]需要說