一种碳化硅肖特基二极管结构的制作方法

本技术涉及半导体器件领域，特别是一种碳化硅肖特基二极管结构。

背景技术：

1、第三代半导体碳化硅(sic)材料具有比传统的硅(si)材料优异的物理和电学特性。例如sic具有禁带宽、热导率高、击穿场强高、饱和电子漂移速率高等特点，同时还兼具有极好的物理及化学稳定性、极强的抗辐照能力和机械强度等。因此，基于宽禁带sic材料的电子器件可用于高温、大功率、高频、高辐射等电力电子领域。

2、结势垒型肖特基二极管(jbs)将pn结集成在肖特基结构中，能够有效地保证低肖特基势垒的优良正向导通特性，同时在反向阻断时，能够将最大电场限制在pn结区，从而降低表面肖特基接触处的电场，使得反向漏电流相对于纯肖特基类型的大大降低。

3、当前sic肖特基器件阻断电压与正向导通特性折中设计仍然存在着诸多矛盾点，例如漂移区电阻rdrift降低，则正向导通特性提升，但会导致器件耐压的下降。或者p+之间的间距越大，则rjfet电阻越小，器件正向导通特性提升，但同时会导致反向漏电流增加。考虑到这些因素需要寻找一种新的结构使得sic肖特基器件具有低导通压降并同时反向特性不降低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种碳化硅肖特基二极管结构。

2、为了实现以上目的，本实用新型的技术方案为：

3、一种碳化硅肖特基二极管结构，包括碳化硅衬底、第一漂移层、第二漂移层、p型埋层和肖特基接触层，所述第一漂移层设于所述碳化硅衬底的第一表面，所述第二漂移层设于所述第一漂移层上，并具有沟槽结构；所述p型埋层周期排列埋设于所述第一漂移层内，并与所述沟槽结构周围的第二漂移层接触，所述肖特基接触层覆盖于所述第二漂移层的表面。

4、作为优选，所述第二漂移层覆盖在所述p型埋层上方，并且所述第二漂移层在所述碳化硅衬底上的投影面积大于或等于其下方的所述p型埋层在所述碳化硅衬底上的投影面积。

5、作为优选，所述沟槽结构的侧壁与所述p型埋层的侧边至少相距0～0.5μm。

6、作为优选，所述沟槽结构的底面暴露出所述第一漂移层。

7、作为优选，所述肖特基接触层还覆盖于暴露出的第一漂移层的表面及所述沟槽结构的侧壁。

8、作为优选，所述第二漂移层的厚度和所述沟槽结构的深度相同，均为0.3～1μm。

9、作为优选，所述p型埋层从所述第一漂移层的表面朝向所述碳化硅衬底方向延伸0.3～0.8μm。

10、作为优选，所述第一漂移层和第二漂移层均为n型碳化硅，所述第二漂移层的掺杂浓度大于所述第一漂移层。

11、作为优选，所述第二漂移层呈周期排列，并且其周期与所述p型埋层相同。

12、作为优选，还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层设于所述碳化硅衬底的第二表面。

13、相比于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

14、(1)本实用新型提出的碳化硅肖特基二极管结构能够解决sic肖特基器件的导通电阻和反向漏电的设计矛盾问题。

15、(2)本实用新型提出的碳化硅肖特基二极管结构将沟槽结构和埋层结构相结合，利用沟槽结构的优势提高器件的正向导通能力，利用埋层结构优势减少器件的反向漏电流，并通过在p型埋层上方采用掺杂浓度更大的第二漂移层来调制电场，使其耐压与平面结构不相上下，整体性能优于传统平面型结构的器件。

16、(3)本实用新型提出的碳化硅肖特基二极管结构对应的制作工艺较为简便，成本低。

技术特征：

1.一种碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，包括碳化硅衬底、第一漂移层、第二漂移层、p型埋层和肖特基接触层，所述第一漂移层设于所述碳化硅衬底的第一表面，所述第二漂移层设于所述第一漂移层上，并具有沟槽结构；所述p型埋层周期排列埋设于所述第一漂移层内，并与所述沟槽结构周围的第二漂移层接触，所述肖特基接触层覆盖于所述第二漂移层的表面。

2.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述第二漂移层覆盖在所述p型埋层上方，并且所述第二漂移层在所述碳化硅衬底上的投影面积大于或等于其下方的所述p型埋层在所述碳化硅衬底上的投影面积。

3.根据权利要求2所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述沟槽结构的侧壁与所述p型埋层的侧边至少相距0～0.5μm。

4.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述沟槽结构的底面暴露出所述第一漂移层。

5.根据权利要求4所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述肖特基接触层还覆盖于暴露出的第一漂移层的表面及所述沟槽结构的侧壁。

6.根据权利要求4所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述第二漂移层的厚度和所述沟槽结构的深度相同，均为0.3～1μm。

7.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述p型埋层从所述第一漂移层的表面朝向所述碳化硅衬底方向延伸0.3～0.8μm。

8.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述第一漂移层和第二漂移层均为n型碳化硅，所述第二漂移层的掺杂浓度大于所述第一漂移层。

9.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，所述第二漂移层呈周期排列，并且其周期与所述p型埋层相同。

10.根据权利要求1所述的碳化硅肖特基二极管结构，其特征在于，还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层设于所述碳化硅衬底的第二表面。

技术总结
本技术公开了一种碳化硅肖特基二极管结构，包括碳化硅衬底、第一漂移层、第二漂移层、P型埋层、欧姆接触层和肖特基接触层，第一漂移层设于碳化硅衬底的第一表面，第二漂移层设于第一漂移层上，并具有沟槽结构；P型埋层周期排列埋设于第一漂移层内，并与沟槽结构周围的第二漂移层接触，肖特基接触层覆盖于第二漂移层的表面，欧姆接触层设于碳化硅衬底的第二表面。通过将沟槽结构和埋层结构相结合，利用沟槽结构的优势提高器件的正向导通能力，利用埋层结构优势减少器件的反向漏电流，最后通过在埋层上方使用掺杂浓度更高的N型第二漂移层来调制电场，使其耐压性能与传统平面结构相差不大，整体性能优于传统平面结构的器件。

技术研发人员：陈广乐,张明昆
受保护的技术使用者：厦门紫硅半导体科技有限公司
技术研发日：20230313
技术公布日：2024/1/15