肖特基势垒二极管及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种包括碳化硅（SiC)的肖特基势垒二极管及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 肖特基势垒二极管（SBD)采用将金属和半导体连接起来的肖特基结。与普通的PN 二极管不同，SBD呈现出快速开关特性，并且具有比PN二极管更低的导通电压特性。
[0003] 通常，在肖特基势垒二极管中，应用结势垒肖特基（JBS)结构，其中p+区在肖特基 结部的较低端形成，以提高降低泄漏电流的特性，通过重叠在施加反向电压时扩散的PN二 极管耗尽层，从而获得阻塞泄漏电流并改善击穿电压的效果。
[0004] 然而，由于肖特基部中存在P+区，用作向前方向的电流路径的肖特基电极与η-漂 移层之间的接触面积减小，因此存在电阻值增大的问题，并且肖特基势垒二极管的导通电 阻增大。此外，由于P+区浮动，阻塞泄漏电流的耗尽层的宽度不大，因此减少P+区之间间 隔的工艺存在一定困难。
[0005] 在【背景技术】部分公开的上述信息仅用于加强对本发明背景的理解，因此可能包含 不构成本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
【发明内容】
[0006] 本发明针对的是当施加正向电压时导通电阻下降的肖特基二极管。
[0007] 本发明一个示例性实施例提供一种肖特基势垒二极管，包括：η_型外延层，布置 在η+型碳化娃基板的第一表面上；第一 ρ+区，布置在η-型外延层上；η型外延层，布置在 η-型外延层和第一 ρ+区上；第二ρ+区，布置在η型外延层上，并且与第一 ρ+区相接触；肖 特基电极，布置在η型外延层和第二ρ+区上；以及欧姆电极，布置在η+碳化硅基板的第二 表面上，其中第一 P+区具有栅格形状，其包括多个垂直部以及将各个垂直部的两端彼此连 接的水平部，垂直部包括多个具有类六边形的第一部、多个连接各个第一部的第二部、以及 多个连接第一部和水平部的第三部，并且每个第二部和每个第三部被定形为类杆状。
[0008] 每个第一部可具有正六边形形状。
[0009] 每个第一部的宽度大于每个第二部的宽度。
[0010] 每个第二部的宽度与每个第三部的宽度可以相同。
[0011] 穿过第一部的中心点的水平线可以与穿过相邻垂直部的第一部的中心点的水平 线不相交。
[0012] 第二P+区具有四边形形状。
[0013] 第二P+区可以与水平部以及位于多个垂直部中的两端的垂直部相接触。
[0014] η型外延层的掺杂浓度可以高于η-型外延层的掺杂浓度。
[0015] 本发明的另一个示例性实施例提供一种制造肖特基势垒二极管的方法，包括：在 η+型碳化硅基板的第一表面上形成η-型外延层；将ρ+离子注入到η-型外延层的表面中， 以形成第一 P+区；在η-型外延层和第一 ρ+区上形成η型外延层；将ρ+离子注入到η型外 延层的表面中，以形成与第一 P+区相接触的第二P+区；在η型外延层和第二P+区上形成 肖特基电极；以及在η+型碳化硅基板的第二表面上形成欧姆电极，其中第一 ρ+区具有栅格 形状，其包括多个垂直部以及将各个垂直部的两端彼此连接的水平部，垂直部包括多个具 有类六边形的第一部、多个连接各个第一部的第二部、以及多个连接第一部和水平部的第 三部，并且每个第二部和每个第三部被定形为类杆状。
[0016] 根据本发明的示例性实施例，位于双层P+区中的下层中的P+区被定形为类栅 格，其包括垂直部和水平部，并且每个垂直部包括每个被定形为类六边形的第一部，以增大 η-型外延层的面积，从而增大当施加正向电压时的电流量。
[0017] 此外，与肖特基电极相接触的η型外延层的掺杂浓度被形成为高于位于η型外延 层下面的η-型外延层的掺杂浓度，以减小肖特基势垒二极管的电阻，从而增加在施加正向 电压时的电流量。
[0018] 此外，肖特基结的面积达到最大值，从而减小施加正向电压时的导通电阻。
【附图说明】
[0019] 图1示出根据本发明的示例性实施例的肖特基势垒二极管的横截面图；
[0020] 图2示出图1的η-型外延层的平面图；
[0021] 图3示出图1的η型外延层的平面图；
[0022] 图4示出根据本发明的示例性实施例的肖特基势垒二极管的第一 ρ+区的一部分 的俯视图；
[0023] 图5示出根据比较例的肖特基势垒二极管的第一 ρ+区的一部分的俯视图；
[0024] 图6至图9按顺序示出制造根据本发明示例性实施例的肖特基势垒二极管的方法 的示意图。
【具体实施方式】
[0025] 将通过参考附图更详细地描述本发明的示例性实施例。正如本领域的技术人员将 会明白，在没有偏离本发明的精神或范围的情况下，可以对所描述的实施例以各种不同方 式修改。设置本文公开的示例性实施例，使得所公开的内容变得透彻和完整，并且本发明的 精神范围将被本领域的普通技术人员充分理解。
[0026] 在所述附图中，为了清晰起见，层和区域的厚度被放大。此外，在提到层在其他层 或基板"上"存在时的情况下，该层可以在其他层或基板上直接形成或第三层可以插在所述 层与其它层或基板之间。相同的附图标记指代整个说明书中的相同构成元件。
[0027] 应当理解本文使用的术语"车辆"或"车辆的"或类似术语包括一般的汽车，例如 包括运动型多功能车（SUV)的轿车，公共汽车，卡车，各种商用车辆，包括各种乘船和船舰 的水运工具，航空器及其类似物，以及包括混合动力汽车，电动汽车，插电式混合电动汽车， 混合动力汽车以及其他可选燃料车辆（例如，从不是石油的资源获取燃料）。正如本文所参 考的，混合动力汽车是具有两个或多个动力源的车辆，例如包括汽油动力和电动力的车辆。
[0028] 本文所使用术语仅用于描述特定实施例的目的，并不是为了限制本发明。正如本 文所使用的，单数形式"一"，"一个"，"该"也包括复数形式，除非上下文中明确指出不同。 应当进一步理解，当用于本说明书时，术语"包括"指定陈述特征、整数、步骤、操作、元件和 /或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合 的存在和添加。正如本文所使用的，术语"和/或"包括关联列出项目中的一个或多个的任 意一个和全部组合。
[0029] 图1示出根据本发明示例性实施例的肖特基势垒二极管的横截面图，图2示出图 1的η-型外延层的平面图，图3示出图1的η型外延层的平面图。
[0030] 参照图1到图3,在根据本发明示例性实施例的肖特基势垒二极管中，η-型外延层 200、η型外延层400和肖特基电极600按顺序布置在η+型碳化硅基板100的第一表面上， 欧姆电极700布置在η+型碳化硅基板100的第二表面上。η型外延层400的掺杂浓度高于 η-型外延层200的掺杂浓度。
[0031] 将ρ+离子注入到其中第一 ρ+区300布置在η-型外延层200中，将ρ+离子注入 到其中第二P+区500布置在η型外延层400中。注入到第一 ρ+区300和第二ρ+区500 的P+离子可以是相同或不同的。特别地，肖特基电极600与η型外延层400和第二ρ+区 500相接触。
[0032] 第一 ρ+区300以栅格形状布置在η-型外延层200的表面上。第一 ρ+区300包 括多个垂直部310,以及连接各垂直部310的两端的水平部320。
[0033] 垂直部310包括多个具有六边形形状的第一部311，多个连接各个第一部311的第 二部312,以及多个连接第一部311和水平部320的第三部313。每个第一部311可被定形 为类六边形，优选地为正六边形，并且每个第一部311的宽度大于每个第二部312的宽度。 第二部312和第三部313的每个形状类似于杆，并且其宽度可以彼此相同。
[0034] 在彼此相邻的两个垂直部310中，第一部311以Z字形布置，使得穿过第一部311