一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体器件领域，更具体地说，涉及一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法。
【背景技术】
[0002]肖特基二极管(Schottky d1de, SBD)具有正向压降低、反向恢复时间短等优点。而碳化硅材料以其宽禁带宽度、高饱和电子漂移率等特点成为制备肖特基二极管的优选材料，碳化娃肖特基一■极管具有尚关断电压、低反向漏电流、低开关损耗等特点，成为尚频和快速开关的理想器件。
[0003]对于碳化硅肖特基二极管来说，正向导通状态下的功耗PF = IF*VF对总体功耗的贡献最大。由于碳化硅肖特基二极管的电流&是由其应用方式预先决定的，因此降低碳化硅肖特基二极管的功耗只能通过降低其正向压降％来实现。现有的碳化硅肖特基二极管在保证其反向阻断电压不变，即保证其耐压能力不变的条件下，其正向压降％很难降低，因此其总体功耗也很难降低。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供了一种碳化硅肖特基二极管，所述二极管具有低正向压降和总体功耗。
[0005]一种碳化硅肖特基二极管，包括:
[0006]第一掺杂类型碳化娃衬底；
[0007]位于所述衬底一侧的阴极；
[0008]位于所述衬底背离所述阴极一侧的外延层；
[0009]位于所述外延层表面的阳极；
[0010]所述外延层的掺杂浓度由所述阳极边界至所述衬底边界逐渐增高。
[0011]优选的，所述外延层的掺杂浓度的分布方式为线性分布或余误差分布或高斯分布。
[0012]优选的，所述二极管还包括:
[0013]位于所述外延层表面内部的多个第二掺杂类型的结区。
[0014]优选的，所述二极管还包括:
[0015]位于所述外延层表面内部、所述多个结区两侧的结终端保护区。
[0016]优选的，所述二极管还包括:
[0017]位于所述外延层表面、覆盖所述结终端保护区的终端钝化层。
[0018]优选的，所述终端钝化层为二氧化硅层或氮化硅层。
[0019]—种碳化硅肖特基二极管的制备方法，包括:
[0020]提供第一掺杂类型的碳化娃衬底；
[0021]在所述衬底一侧生长外延层，所述外延层的掺杂浓度由所述衬底边界至所述外延层表面逐渐降低；
[0022]在所述外延层表面形成所述二极管的阳极；
[0023]在所述衬底背离所述外延层一侧形成所述二极管的阴极。
[0024]优选的，在所述衬底一侧生长外延层之后，在所述外延层表面形成所述二极管的阳极之前还包括:
[0025]在所述外延层表面注入第二掺杂类型的粒子，在其表面内部形成多个结区。
[0026]优选的，在所述衬底一侧生长外延层之后，在所述外延层表面形成所述二极管的阳极之前还包括:
[0027]在所述外延层表面注入第二掺杂类型的粒子，在其表面内部形成位于所述多个结区两侧的结终端保护区。
[0028]优选的，在所述外延层表面注入第二掺杂类型的粒子，在其表面内部形成位于所述多个结区两侧的结终端保护区之后，在所述外延层表面形成所述二极管的阳极之前还包括:
[0029]在所述外延层表面形成终端钝化层；
[0030]所述终端钝化层覆盖所述结终端保护区。
[0031]优选的，在所述外延层表面形成所述二极管的阳极之后还包括:
[0032]在所述阳极表面形成阳极优化层。
[0033]优选的，所述阳极优化层为铝金属层。
[0034]本发明实施例提供了一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法，其中，所述二极管的外延层的掺杂浓度由所述阳极边界至所述衬底边界逐渐增高。对于所述二极管的外延层来讲，高掺杂浓度有利于降低所述二极管的导通电阻，低掺杂浓度有利于提升所述二极管的耐压能力。而发明人研究发现，当碳化硅肖特基二极管处于反偏状态时，由于反向电压的存在使得其外延层产生内建电场，所述内建电场强度由所述二极管的阳极边界至所述衬底边界逐渐减弱。因此将所述外延层的掺杂浓度由所述阳极边界至所述衬底边界逐渐升高可以在保持所述二极管的耐压能力不变的前提下，降低其正向导通电阻，进而降低其导通压降和总体功耗。
【附图说明】
[0035]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0036]图1为本发明的一个实施例提供的一种碳化硅肖特基二极管；
[0037]图2为本发明的另一个实施例提供的一种碳化硅肖特基二极管；
[0038]图3为本发明的一个实施例提供的一种碳化硅肖特基二极管的制备方法流程图；
[0039]图4为本发明的另一个实施例提供的一种碳化硅肖特基二极管的制备方法的流程图；
[0040]图5-9为本发明的一个具体实施例提供的碳化硅肖特基二极管在制备过程中的器件剖面结构图。
【具体实施方式】
[0041]正如【背景技术】所述，现有技术中的碳化硅肖特基二极管的正向压降较高，其总体功耗也较高。
[0042]有鉴于此，本发明实施例提供了一种碳化硅肖特基二极管，包括:
[0043]第一掺杂类型碳化娃衬底；
[0044]位于所述衬底一侧的阴极；
[0045]位于所述衬底背离所述阴极一侧的外延层；
[0046]位于所述外延层表面的阳极；
[0047]所述外延层的掺杂浓度由所述阳极边界至所述衬底边界逐渐增高。
[0048]相应的，本发明实施例还提供了一种碳化硅肖特基二极管的制备方法，包括:
[0049]提供第一掺杂类型的碳化娃衬底；
[0050]在所述衬底一侧生长外延层，所述外延层的掺杂浓度由所述衬底边界至所述外延层表面逐渐降低；
[0051]在所述外延层表面形成所述二极管的阳极；
[0052]在所述衬底背离所述外延层一侧形成所述二极管的阴极。
[0053]本发明实施例提供的一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法，其中，所述二极管的外延层的掺杂浓度由所述阳极边界至所述衬底边界逐渐增高。对于所述二极管的外延层来讲，高掺杂浓度有利于降低所述二极管的导通电阻，低掺杂浓度有利于提升所述二极管的耐压能力。而发明人研究发现，当碳化硅肖特基二极管处于反偏状态时，由于反向电压的存在使得其外延层产生内建电场，所述内建电场强度由所述二极管的阳极边界至所述衬底边界逐渐减弱。因此将所述外延层的掺杂浓度由所述阳极边界至所述衬底边界逐渐升高可以在保持所述二极管的耐压能力不变的前提下，降低其正向导通电阻，进而降低其导通压降和总体功耗。
[0054]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0055]本发明实施例提供了一种碳化硅肖特基二极管，如图1所示，包括:
[0056]第一掺杂类型碳化娃衬底100 ；
[0057]位于所述衬底100 —侧的阴极400 ;
[0058]位于所述衬底100背离所述阴极400 —侧的外延层200 ;
[0059]位于所述外延层200表面的阳极300 ；
[0060]所述外延层200的掺杂浓度由所述阳极300边界至所述衬底100边界逐渐增高。
[0061]需要说