基于双台阶场板终端的4H?SiC肖特基二极管及制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双台阶场板终端的4H?SiC肖特基二极管，主要解决传统场板终端的4H?SiC肖特基二极管击穿电压小于1500V的问题。其包括N+ 4H?SiC衬底(1)，N? 4H?SiC外延层(2)，衬底背面设有欧姆接触(3)，外延层表面两侧设有SiO2钝化层(4)，外延层表面中间设有金属场板终端(5)。其特征在于钝化层(4)和场板终端(5)均为双台阶形状，且双台阶钝化层和双台阶场板终端的台阶厚度相同，其总厚度为350nm～600nm。本发明由于将场板终端设为双台阶形状，使4H?SiC肖特基二极管的击穿电压达到了1800V以上，提高了二极管的抗击穿能力，可用于大功率集成电路的制备。
【专利说明】
基于双台阶场板终端的4H-S i C肖特基二极管及制作方法
技术领域
[0001]本发明属于微电子器件技术领域，涉及第三代宽带隙半导体材料4H-SiC的高压肖特基二极管及制作方法，可用于大功率集成电路的制备。
【背景技术】
[0002]肖特基二极管由于开关频率高、正向压降低、反向击穿电压高等优点，作为大功率器件在电力、航空、军事、通讯、能源等领域中是必不可少的。随着半导体技术的不断发展，对肖特基二极管的性能也提出了更高的要求。传统的硅基肖特基二极管是通过N型Si材料和金、银、铝、铂等贵金属接触实现器件的整流特性的。由于硅材料禁带宽度窄，而且低温下载流子浓度很高，因此传统硅基肖特基二极管在低压时漏电流很高，从而使其过早击穿;其次，由于硅的热导率较低，对于更高要求的电网，只能通过串、并联技术和复杂的电路拓扑结构来实现，这会使制造成本和电路系统的故障点提升。传统硅基肖特基二极管最大的缺点是反向击穿电压很低，最高只到50V，而且反向漏电流为正温度特性，容易随着温度的升高使其过早击穿。但是在实际应用中，特别是一些大功率的电网中，电压一般达到上千伏，因此传统的硅基肖特基二极管作为开关器件远远不能满足实际需求。
[0003]自从第三代宽禁带半导体材料SiC问世以来，使用SiC材料制作的肖特基二极管其性能出现了质的飞跃。由于SiC材料具有禁带宽度大、临界击穿场强高、热导率高等优点，因此其广泛应用于大功率器件的制备。自从SiC肖特基二极管2001年进入市场，其反向击穿电压和正向导通电流从开始的300V/10A和600V/20A提升到现在的1200V。以这样的增长速度，可以预见SiC肖特基二极管可以取代硅基肖特基二极管应用在中等功率马达驱动模块等电力电子设备中。使用SiC材料制作普通结构的肖特基二极管的技术已经很成熟了，提高这种普通结构器件的击穿电压，一般是通过提高漂移区的电阻来实现的，但是这种技术只能将击穿电压提高到1000V以内，但是这与大功率要求还有一定的差距。目前，业界提出了相应的终端结构，包括场板、场环、斜角边缘等。其中场板终端是所有终端中结构最简单、工艺成本最低的终端结构，因为其只需要在普通的平面结上将金属接触延升到两侧的钝化层表面即可，不需要额外的工艺步骤。图1是传统场板终端的4H-SiC肖特基二极管，该二极管包括:欧姆接触、N+4H-SiC衬底、N—4H-SiC外延层、外延层表面两侧的S12钝化层、外延层表面中间的金属场板终端。这种金属场板终端技术可以降低钝化层和肖特基接触边缘的电场，从而提高击穿电压。但传统场板终端只能将击穿电压提高到1500V左右。实际上传统场板终端的肖特基二极管击穿电压低主要是由于肖特基接触边缘的电场太大，而且肖特基接触两侧钝化层电场分布不均匀。因此，需要对传统的场板终端进行改进，降低肖特基接触边缘的电场，并且使钝化层电场分布更均匀，从而进一步提高器件的击穿电压。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对上述传统场板终端的4H_SiC肖特基二极管的不足，提出一种基于双台阶场板终端的4H-SiC肖特基二极管及制作方法，以使4H-SiC肖特基二极管的反向击穿电压提高到1800V以上。
[0005]本发明的技术思路是在传统场板终端的4H_SiC肖特基二极管的基础上，将传统场板终端改成台阶形状。为了降低刻蚀工艺的难度，仅仅将钝化层刻蚀成双台阶形状，从而实现双台阶场板终端的4H-SiC肖特基二极管的制备。将场板改为双台阶形状，等效的增加了场板的长度，从而提高了器件的击穿电压。此外，将场板终端改为双台阶形状，可以降低肖特基接触边缘的电场，并且使钝化层电场分布更均匀，从而提高4H-SiC肖特基二极管的击穿电压。
[0006]根据上述思路，本发明的技术方案如下:
[0007]1.一种双台阶场板终端的4H-SiC肖特基二极管，包括N+4H-SiC衬底和同型的N—4H-SiC外延层，4H-SiC衬底背面设有N型欧姆接触，4H-SiC外延层表面两侧刻蚀有S12钝化层，4H-SiC外延层表面中间设有金属场板终端，其特征在于:Si02钝化层和金属场板终端均为双台阶形状。
[0008]作为优选，所述双台阶钝化层的两个台阶，其总厚度为350nm?600nm，且每个台阶的厚度在10nm?300nm范围内确定。
[0009]作为优选，所述双台阶金属场板终端的两个台阶，其总厚度为350nm?600nm，且每个台阶的厚度在10nm?300nm范围内确定。
[0010]2.一种双台阶场板终端结构的4H-SiC肖特基二极管制作方法，包括如下步骤:
[0011 ] I)选取直径为2英寸的N+4H-SiC衬底进行标准RCA清洗；
[0012]2)用CVD方法在清洗后的N+4H-SiC衬底正面生长厚度为10±0.5μπι、掺杂浓度为6X 115Cnf3的4H-SiC外延层；
[0013]3)在清洗后的N+4H_SiC衬底背面电子束蒸发Ti/Pt金属形成欧姆接触，金属Ti和金属Pt的厚度均为I OOnm;
[0014]4)在外延层表面湿法刻蚀形成对准标记；
[0015]5)在带有对准标记的外延层表面用PECVD的方法淀积厚度为350nm?600nm的S12钝化层；
[0016]6)用反应离子刻蚀的方法刻蚀掉S12钝化层的中间部分，形成长度为5μηι?ΙΟμ??
的肖特基窗口 ；
[0017]7)刻蚀双台阶钝化层；
[0018]7a)在肖特基窗口两侧的S12钝化层表面涂光刻胶并显影，形成双台阶钝化层图形区域；
[0019]7b)用光刻胶作为阻挡层，对图形区域进行深度为10nm?300nm的反应离子刻蚀，形成双台阶钝化层，该双台阶钝化层每个台阶的厚度为I OOnm?300nm ；
[0020]8)制备双台阶场板终端和肖特基接触
[0021]8a)在双台阶钝化层和肖特基窗口表面涂光刻胶并显影，分别形成双台阶场板终端的图形区域和肖特基接触的图形区域；
[0022]8b)在8a)所形成的两个图形区域中电子束蒸发Ti/Pt金属，形成肖特基接触和双台阶场板终端，该双台阶场板终端每个台阶的厚度与钝化层的每个台阶厚度相同，即每个台阶的厚度为10nm?300nmo
[0023]本发明与现有技术相比，具有以下优点:
[0024]I)本发明器件由于使用了双台阶场板终端，与普通场板终端器件相比，不仅等效地增加了场板的长度，提高了击穿电压，而且降低了肖特基接触边缘的电场，避免了器件的过早击穿；
[0025]2)本发明器件由于使用了双台阶钝化层，与普通钝化层器件相比，使钝化层电场分布更均匀，从而避免了漂移区的过早击穿；
[0026]3)本发明器件由于仅仅使用了场板终端，减少了传统器件场板和场环结合的工艺步骤，而且不需要制作场环的掩膜版，从而降低了成本；
[0027]4)本发明器件的工艺与普通二极管工艺兼容；
[0028]仿真结果表明，本发明器件使用双台阶场板终端和双台阶钝化层，其击穿电压大于 1800V。
【附图说明】
[0029]图1是常规场板终端的4H_SiC肖特基二极管结构示意图；
[0030]图2是本发明双台阶场板终端的4H_SiC肖特基二极管结构示意图；
[0031 ]图3是制备本发明器件的工艺流程框图；
[0032]图4是常规场板终端的4H_SiC肖特基二极管在不同钝化层厚度下的击穿电压图；
[0033]图5是本发明双台阶场板终端的4H_SiC肖特基二极管在不同钝化层厚度下的击穿电压图；
[0034]图6是本发明双台阶场板终端的4H_SiC肖特基二极管在不同台阶厚度下的反向1-V特性曲线；
【具体实施方式】
[0035]以下结合附图对本发明的技术方案和效果做进一步详细描述。
[0036]参照图2，本发明的器件包括N+4H-SiC衬底1、N—4H-SiC外延层2、N型欧姆接触3、双台阶S12钝化层4、双台阶金属场板终端5。衬底I的直径为2英寸;N—4H-SiC外延层2的厚度为10 ±0.5μπι，设在N+4H-SiC衬底I的正面;N型欧姆接触3的厚度为200± 1nm，设在衬底I的背面;双台阶钝化层4设在外延层2的两侧，两个台阶的总厚度为350nm?600nm;双台阶金属场板终端5设在外延层2的中间，两个台阶的总厚度为350nm?600nm。双台阶钝化层4和双台阶金属场板终端5的每个台阶的厚度在10nm?300nm范围内确定，但是两个台阶的总厚度不能超过给定的总厚度范围。
[0037]参照图3，本发明器件的制备方法给出以下三种实施例:
[0038]实施例1，制作两个台阶的厚度自上而下分别为10nm和250nm的双台阶场板终端的4H-SiC肖特基二极管。
[0039]步骤I，选取4H_SiC衬底进行标准RCA清洗。
[0040]Ia)选取直径为2英寸、掺杂浓度为I X 1018cm—3的N+4H_SiC衬底；
[0041]lb)用比例为1: 1: 5的盐酸、双氧水、去离子水的混合溶液清洗选取的SiC衬底，清洗时间为5分钟，去除衬底表面的金属氧化物、氢氧化物和活泼金属等杂质；
[0042]Ic)将清洗后的衬底放在比例为1:10的氟化氢和去离子水的混合溶液中浸泡30秒，去除衬底表面的自然氧化物；
[0043]Id)用氮气吹干清洗过的衬底。
[0044]步骤2，在衬底正面生长外延层。
[0045]用CVD的方法在清洗后的SiC衬底正面生长同型的N—外延层，生长的外压层厚度为10±0.5μπι、掺杂浓度为 6X1015cm—3。
[0046]所述CVD生长外延层，其工艺条件如下:
[0047]生长温度为1500°C，生长时间为2小时，生长过程中采用的反应气体为SiHjPC3H8,且SiH4与C3H8的比例为4:1。
[0048]步骤3，在衬底背面制备欧姆接触。
[0049]3a)用电子束蒸发的方法在清洗后的SiC衬底背面蒸发Ti/Pt金属，金属Ti和金属Pt的厚度均为10nm;
[0050]3b)蒸发完金属后，将器件放在氮气氛围的退火炉中进行3分钟的快速退火，退火温度为1000 °C。
[0051 ]步骤4，刻蚀外延层表面形成对准标记。
[0052]4a)在外延层表面涂厚度为0.2μπι的光刻胶并显影，用光刻胶作为阻挡层对外延层表面进行湿法刻蚀5分钟；
[0053]4b)刻蚀后在外压层表面进行刻套，形成对准标记的图形区域；
[0054]4c)用电子束蒸发的方法在图形区域蒸发Ti/Ni金属，其中Ti的厚度为150nm，Ni的厚度为50nm;
[0055]4d)用金属剥离液剥离掉电子束蒸发的金属，剥离后将器件浸泡在丙酮中进行超声波清洗，清洗后并在氮气氛围中冲干。
[0056]步骤5，在形成对准标记的外延层表面淀积Si02钝化层。
[0057]形成对准标记后，用PECVD的方法在外延层表面生长一层S12钝化层，厚度为350nm。生长完钝化层后，在氧化炉中致密I小时。
[0058]生长S12钝化层的工艺条件如下:
[0059]生长温度为300°C，生长时间为300秒；
[0060]生长过程中的反应气体为SiH4和C3H8,其中SiH4和C3H8的比例为5:1 ；
[0061]保护气体为氦气；
[0062]反应腔体内的压强为500mT。
[0063]步骤6，光刻中间的钝化层形成肖特基窗口。
[0064]6a)在钝化层表面涂0.2μπι厚度的光刻胶并显影，之后在超纯水中冲洗2分钟，并在氮气氛围中冲干；
[0065]6b)将光刻胶作为阻挡层，用反应离子刻蚀的方法刻蚀掉中间的S12钝化层，刻蚀深度为0.55μηι，刻蚀长度均为5μηι，从而形成长度为5μηι的肖特基窗口 ；
[0066]反应离子刻蚀的工艺条件如下:
[0067]反应气体为CFjPO2;
[0068]反应腔体内的压强为5mT;
[0069]反应腔体的功率为50W;
[0070]6c)刻蚀后用剥离液对器件进行有机清洗，去除残留的光刻胶。
[0071 ]步骤7，刻蚀双台阶钝化层。
[0072]7a)在肖特基窗口两侧的钝化层表面涂厚度为0.2μπι的光刻胶并显影，形成双台阶钝化层图形区域；
[0073]7b)形成图形区域后，将器件放在超纯水中冲洗2分钟，并在氮气氛围中冲干；
[0074]7c)用光刻胶作为阻挡层，对双台阶图形区域进行反应离子刻蚀，刻蚀深度为10nm，从而形成两个台阶的厚度自上而下分别为10nm和250nm的双台阶钝化层；
[0075]反应离子刻蚀的工艺条件如下:
[0076]反应气体为CFjPO2;
[0077]反应腔体内的压强为5mT;
[0078]反应腔体的功率为50W;
[0079]7d)形成双台阶钝化层后，用剥离液对器件进行有机清洗，去除残留的光刻胶。
[0080]步骤8，制备肖特基接触和双台阶场板终端。
[0081]8a)在双台阶钝化层表面和肖特基窗口表面涂光刻胶并显影，在双台阶钝化层表面形成双台阶场板终端的图形区域，在肖特基窗口表面形成肖特基接触的图形区域；
[0082]Sb)形成图形区域后，将器件放在超纯水中冲洗2分钟，并在氮气氛围中冲干；
[0083]8c)在形成的图形区域中电子束蒸发Ti/Pt金属，其中金属Ti的厚度为200nm，金属Pt的厚度为200nm。蒸发完金属后，在肖特基窗口形成肖特基接触，在双台阶钝化层表面形成双台阶金属场板终端，该双台阶金属场板终端的台阶厚度自上而下分别为1 O n m和250nmo
[0084]8d)形成场板终端和肖特基接触后，用剥离液对器件进行有机清洗去除残留的光刻胶，并用乙醇和丙酮洗净残留的剥离液，完成双台阶场板终端的4H_SiC肖特基二极管的制作。
[0085]实施例2:制作两个台阶的厚度自上而下分别为3 O O nm和2 O O nm的双台阶场板终端的4H-SiC肖特基二极管。
[0086]步骤一，选取4H_SiC衬底进行标准RCA清洗。
[0087]本步骤的具体实施与实施例1的步骤I相同。
[0088]步骤二，在衬底正面生长外延层。
[0089]本步骤的具体实施与实施例1的步骤2相同。
[0090]步骤三，在衬底背面制备欧姆接触。
[0091 ]本步骤的具体实施与实施例1的步骤3相同。
[0092]步骤四，刻蚀外延层表面形成对准标记。
[0093]本步骤的具体实施与实施例1的步骤4相同。
[0094]步骤五，在形成对准标记的外延层表面淀积S12钝化层。
[0095]5.1)用PECVD的方法利用如下工艺条件下，在形成准标记的外延层表面生长一层厚度为500nm的S12钝化层:
[0096]生长温度为300 °C，生长时间为400秒；
[0097]反应气体为SiH4和C3H8,其中SiH4和C3H8的比例为5:1 ；
[0098]保护气体为He;
[0099]反应腔体内的压强为500mT;
[0100]5.2)将生长完钝化层的衬底，放置在氧化炉中致密I小时。
[0101]步骤六，光刻中间的钝化层形成肖特基窗口。
[0102]6.1)在钝化层表面涂0.2μπι厚度的光刻胶并显影，显影之后在超纯水中冲洗2分钟，并在氮气氛围中冲干；
[0103]6.2)用光刻胶作为阻挡层在钝化层中间进行反应离子刻蚀，刻蚀深度为0.7μπι、刻蚀长度为5μηι，从而在钝化层中间形成长度为5μηι的肖特基窗口，其中反应离子刻蚀的工艺条件与实施例1的步骤6b)相同；
[0104]6.3)刻蚀后用剥离液对器件进行有机清洗，去除残留的光刻胶。
[0105]步骤七，刻蚀肖特基窗口两侧的钝化层，形成双台阶钝化层。
[0106]7.1)在肖特基窗口两侧的钝化层表面涂0.2μπι厚度的光刻胶并显影，形成双台阶钝化层图形区域，并在超纯水中冲洗2分钟，在氮气氛围中冲干；
[0107]7.2)用光刻胶作为阻挡层，对双台阶图形区域进行反应离子刻蚀，刻蚀深度为300nm，刻蚀后形成两个台阶的厚度自上而下分别为300nm和200nm的双台阶钝化层，其中反应离子刻蚀的工艺条件与实施例1的步骤7c)相同；
[0108]7.3)形成双台阶钝化层之后，用剥离液对器件进行有机清洗，去除残留的光刻胶。
[0109]步骤八，制备肖特基接触和双台阶场板终端。
[0110]8.1)在双台阶钝化层表面和肖特基窗口表面涂光刻胶并显影，在双台阶钝化层表面形成双台阶场板终端的图形区域，在肖特基窗口表面形成肖特基接触的图形区域，显影后在超纯水中冲洗2分钟，并在氮气氛围中冲干；
[0111]8.2)在形成的图形区域中电子束蒸发Ti/Pt金属，其中金属Ti的厚度为250nm，金属Pt的厚度为350nm。蒸发完金属后，在肖特基窗口形成肖特基接触，在双台阶钝化层表面形成双台阶金属场板终端，该双台阶金属场板终端的台阶厚度自上而下分别为3 O O n m和200nm；
[0112]8.3)形成场板终端和肖特基接触后，用剥离液对器件进行有机清洗去除残留的光刻胶，并用乙醇和丙酮洗净残留的剥离液，完成双台阶场板终端的4H_SiC肖特基二极管的制作。
[0113]实施例3:制作两个台阶的厚度自上而下分别为300nm的双台阶场板终端的4H-SiC
肖特基二极管。
[0114]步骤A，选取4H_SiC衬底进行标准RCA清洗。
[0115]本步骤的具体实施与实施例1的步骤I相同。
[0116]步骤B，在衬底正面生长外延层。
[0117]本步骤的具体实施与实施例1的步骤2相同。
[0118]步骤C，在衬底背面制备欧姆接触。
[0119]本步骤的具体实施与实施例1的步骤3相同。
[0120]步骤D，刻蚀外延层表面形成对准标记。
[0121 ]本步骤的具体实施与实施例1的步骤4相同。
[0122]步骤E，在带有对准标记的外延层表面淀积Si02钝化层。
[0123]首先，设定PECVD的工艺条件如下:
[0124]生长温度为300°C，生长时间为500秒；
[0125]比例为4:1的SiH4和C3H8作为反应气体；[Ο126] He作为保护气体为；
[0127]反应腔体内的压强为600mT;
[0128]然后，用上述PECVD的工艺条件在形成对准标记的外延层表面生长一层厚度为600nm的S12钝化层；
[0129]最后，将生长完钝化层的衬底，放置在氧化炉中致密I小时。
[0130]步骤F，光刻中间的钝化层，在外延层表面形成肖特基窗口。
[0131]首先，在钝化层表面涂0.2μπι厚度的光刻胶并显影，显影之后在超纯水中冲洗2分钟，并在氮气氛围中冲干；
[0132]然后，用光刻胶作为阻挡层在钝化层中间进行反应离子刻蚀，刻蚀深度为0.8μπι、刻蚀长度为5μηι，从而在钝化层中间形成长度为5μηι的肖特基窗口，其中反应离子刻蚀的工艺条件与实施例1的步骤6b)相同；
[0133]最后，用剥离液对器件进行有机清洗，去除残留的光刻胶。
[0134]步骤G，刻蚀肖特基窗口两侧的钝化层，形成双台阶钝化层。
[0135]首先，在肖特基窗口两侧的钝化层表面涂0.2μπι厚度的光刻胶并显影，形成双台阶钝化层图形区域，并在超纯水中冲洗2分钟，在氮气氛围中冲干；
[0136]然后，用光刻胶作为阻挡层，对双台阶图形区域进行反应离子刻蚀，刻蚀深度为300nm，刻蚀后形成两个台阶的厚度自上而下均为300nm的双台阶钝化层，其中反应离子刻蚀的工艺条件与实施例1的步骤7c)相同；
[0137]最后，用剥离液对器件进行有机清洗，去除残留的光刻胶。
[0138]步骤H，制备肖特基接触和双台阶场板终端。
[0139]首先，在双台阶钝化层表面和肖特基窗口表面涂光刻胶并显影，在双台阶钝化层表面形成双台阶场板终端的图形区域，在肖特基窗口表面形成肖特基接触的图形区域，显影后在超纯水中冲洗2分钟，并在氮气氛围中冲干；
[0140]然后，在形成的图形区域中电子束蒸发Ti/Pt金属，其中金属Ti的厚度为400nm，金属Pt的厚度为300nm;蒸发完金属后，在肖特基窗口形成肖特基接触，在双台阶钝化层表面形成双台阶金属场板终端，该双台阶金属场板终端的台阶厚度自上而下均为300nm ；
[0141]最后，用剥离液对器件进行有机清洗去除残留的光刻胶，并用乙醇和丙酮洗净残留的剥离液，完成双台阶场板终端的4H-SiC肖特基二极管的制作。
[0142]本发明的效果可以通过以下仿真结果进一步说明:
[0143]仿真I，将常规场板终端的4H_SiC肖特基二极管的钝化层厚度从0.Ιμπι增加到2μπι，
仿真其在不同钝化层厚度下的击穿电压，结果是图4。
[0144]由图4可见，当钝化层厚度从0.Ιμπι增加0.3μπι时，常规场板终端的二极管击穿电压从1100￥增加到1570￥;当钝化层厚度从0.34111增加24111时，击穿电压从1570￥降低到790￥。因此，常规场板终端器件的最大击穿电压对应的钝化层厚度为0.3μπι，最大击穿电压为1570V。
[0145]仿真2，将本发明双台阶场板终端的4H_SiC肖特基二极管的钝化层厚度从0.Ιμπι增加到2μπι，仿真其在不同钝化层厚度下的击穿电压，结果是图5。
[0146]由图5可见，当钝化层厚度从0.Ιμπι增加0.5μπι时，双台阶场板终端的二极管击穿电压从1100V增加到1890V;当钝化层厚度从0.5μπι增加2μπι时，击穿电压从1890V降低到1230V。因此，双台阶场板终端器件的最大击穿电压对应的钝化层厚度为0.5μπι，最大击穿电压为1890Vο
[0147]仿真3，将本发明三个实施例的不同台阶厚度作为仿真条件，仿真本发明双台阶场板终端的4H_SiC肖特基二极管在不同台阶厚度下的反向1-V特性曲线，结果是图6，其中图6(a)是本发明实施例1的反向1-V特性曲线；图6(b)是本发明实施例2的反向1-V特性曲线；图6(c)是本发明实施例3的反向1-V特性曲线。
[0148]由图6(a)可见，实施例1的击穿电压为1880V;
[0149]由图6(b)可见，实施例2的击穿电压为1890V;
[0150]由图6(c)可见，实施例3的击穿电压为1870V。
[0151 ]由仿真结果可知，本发明双台阶场板终端的4H_SiC肖特基二极管满足击穿电压大于1800V的要求。
【主权项】
1.一种双台阶场板终端的4H-SiC肖特基二极管，包括N+4H-SiC衬底(I)和同型的N—4H-SiC外延层(2)，4H-SiC衬底(I)背面设有N型欧姆接触(3)，4H-SiC外延层(2)的表面两侧刻蚀有S1gife化层(4)，4H-SiC外延层(2)表面中间设有金属场板终端(5)，其特征在于:S12钝化层(4)和金属场板终端(5)均为双台阶形状。2.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于双台阶钝化层(4)的两个台阶，其总厚度为350nm?600nm，且每个台阶的厚度在10nm?300nm范围内确定。3.根据权利要求1所述的二极管，其特征在于双台阶金属场板终端(5)的两个台阶，其总厚度为350nm?600nm，且每个台阶的厚度在10nm?300nm范围内确定。4.一种双台阶场板终端结构的4H-SiC肖特基二极管制作方法，包括如下步骤: 1)选取直径为2英寸的N+4H-SiC衬底进行标准RCA清洗； 2)用CVD方法在清洗后的N+4H-SiC衬底正面生长厚度为10±0.5μm、掺杂浓度为6X115Cnf3 的 4H-SiC 外延层； 3)在清洗后的N+4H-SiC衬底背面电子束蒸发Ti/Pt金属形成欧姆接触，金属Ti和金属Pt的厚度均为I OOnm; 4)在外延层表面湿法刻蚀形成对准标记； 5)在带有对准标记的外延层表面用PECVD的方法淀积厚度为350nm?600nm的S12钝化层； 6)用反应离子刻蚀的方法刻蚀掉S12钝化层的中间部分，形成长度为5μπι的肖特基窗P; 7)刻蚀双台阶钝化层； 7a)在肖特基窗口两侧的S12钝化层表面涂光刻胶并显影，形成双台阶钝化层图形区域； 7b)用光刻胶作为阻挡层，对图形区域进行深度为10nm?300nm的反应离子刻蚀，形成双台阶钝化层，该双台阶钝化层每个台阶的厚度为I OOnm?300nm ； 8)制备双台阶场板终端和肖特基接触 8a)在双台阶钝化层和肖特基窗口表面涂光刻胶并显影，分别形成双台阶场板终端的图形区域和肖特基接触的图形区域； Sb)在8a)所形成的两个图形区域中电子束蒸发Ti/Pt金属，形成肖特基接触和双台阶场板终端，该双台阶场板终端每个台阶的厚度与钝化层的每个台阶厚度相同，即每个台阶的厚度为100nm?300nmo5.根据权利要求4所述的二极管的制作方法，其中步骤I)中的标准RCA清洗衬底，按如下步骤进行: la)将SiC衬底放在盐酸:双氧水:去离子水=1:1:5的溶液中清洗，去除SiC片上的活泼金属、金属氧化物和氢氧化物等杂质； I b)将清洗过的衬底放在氟化氢:去离子水=1:1O的混合溶液中浸泡30秒，去除Si C片上的自然氧化物，并用氮气吹干。6.根据权利要求4所述的二极管的制作方法，其中步骤5)中用PECVD的方法淀积S12钝化层，其工艺条件如下: 生长温度为300 °C，生长时间为300?500秒； 反应气体是比例为5:1的SiHjPC3H8; 保护气体为氦气； 反应腔体内的压强为500mT。7.根据权利要求4所述的二极管的制作方法，其中步骤6)和步骤7b)中的反应离子刻蚀，其工艺条件如下: 反应气体为CFjPO2; 反应腔体内的压强为5mT; 反应腔体的功率为50W。8.根据权利要求4所述的二极管的制作方法，其中步骤8)中电子束蒸发的Ti/Pt金属，其总厚度为400nm?700nm，每层金属的厚度在200nm?400nm范围内确定。
【文档编号】H01L29/872GK106057914SQ201610601388
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月27日 公开号201610601388.X, CN 106057914 A, CN 106057914A, CN 201610601388, CN-A-106057914, CN106057914 A, CN106057914A, CN201610601388, CN201610601388.X
【发明人】刘红侠, 李伟
【申请人】西安电子科技大学