一种利用本征钙钛矿优化JBS二极管的工艺方法与流程

本发明属于二极管优化，尤其涉及一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法。

背景技术：

1、随着时代的前进，半导体电子技术也随时间实现了高速的发展，作为第三代宽禁带半导体材料的(sic)，由于其在禁带宽度、击穿场强、电子饱和飘逸速度等物理特性上较si更有优势制备的sic器件如二极管、晶体管和功率模块具有更优异的电气特性，能够克服硅基无法满足高功率、高压、高频、高温等应用要求的缺陷，因此被广泛应用于大功率器件，新能源等领域；之于大功率器件，当前电路中的以肖特基二极管(sbd)和pn二极管为主的传统二极管己无法满足高频、大功率、低功耗的市场需求,前者击穿电压低、反向漏电大,而后者高频特性较差；由此结势垒肖特基二极管(jbs)应运而生,该结构将sbd结构和pn结构巧妙地结合在一起,具有高耐压、低压降、小漏电、高频特性好及强抗过压和浪涌电流能力；

2、在当前的jbs器件制备流程中，我们通常需要利用金属有机化合物化学气相沉淀(mocvd)，离子注入等方式进行器件的制备，其原理主要是利用金半接触来发挥肖特基二极管(sbd)中多子迁移的特性进而降低所需的开关电压，使其能够实现小电流开关的效果；此外，其中也含有pn二极管，此pn结在反向截止实现了其单向导通的效果；但是，目前的pn结的势垒厚度一般较薄，并且电场在pn结界面处最大，则容易发生雪崩击穿，导致反向耐压有限，此外双端正负极的金属种类也需要根据费米能级进行明确以方便后续进行类似的研究；

3、在当前的jbs器件生产过程中，pn结的势垒厚度一般较薄，并且电场在pn结界面处最大，则容易发生雪崩击穿，导致反向耐压有限，且正负极的金属种类一般根据经验进行蒸镀，没有经过具体的分析；因此，亟需一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法来解决以上问题。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法，以解决背景技术中提出的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明提供一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法，包括以下步骤：

4、s1、首先在n+衬底上通过金属有机化合物化学气相沉淀(mocvd)外延生长形成n-外延层；

5、s2、首先通过pecvd在n-外延层上生长一层sio2掩模层，然后进行涂胶操作，涂胶以后用掩模板光刻并曝光，在n-外延层上得到两个沟槽图案以用于p型材料沟槽的刻蚀；

6、s3、将器件进行刻蚀，沟槽上由于没有光刻胶的保护将会比有胶的部分刻蚀的更深，因此会如预期刻蚀出两个沟槽；

7、s4、如有残胶对器件进行去胶处理，如没有残胶可直接将器件放入x中用于去除剩余的sio2，得到沟槽型的n-外延层；

8、s5、对器件此时的沟槽型的n-外延层进行旋胶处理，然后进行掩模和曝光处理，在显影之后除了沟槽部分其它部分将都有光刻胶成分；

9、s6、制备本征钙钛矿，在n-外延层上进行多次旋涂和退火处理，然后进行去胶形成如图所示的结构，将只有沟槽侧壁部分含有钙钛矿结构；

10、s7、在n-外延层上制备si02掩模层,用光刻刻蚀工艺形成掩模图形,通过离子注入手段形成p+注入区；

11、s8、最后进行器件的电极蒸镀处理，在表面蒸镀一层导电金属层a充当正极，在器件背面蒸镀一层导电金属层b以充当器件的负极，此处选择ni/al，是因为在反偏过程中，ni的功函数大于ti的功函数以此金半接触之间的势垒将更宽，反向截止更大，使得器件更加耐压。

12、优选地，所述步骤s3中刻蚀为icp刻蚀。

13、优选地，所述步骤s4中x为boe。

14、优选地，所述步骤s7中掩模层为si02掩模层。

15、优选地，所述步骤s8中导电金属层a为ni/al层，所述导电金属层b为ti/al层

16、本发明的有益效果在于：本发明为利用本征钙钛矿和明确金属种类来优化jbs二极管的工艺流程，一为在pn结之间加一层本征钙钛矿的易合成，成本较低的本征钙钛矿层来解决pn结势垒厚度较薄的问题，增加反向耐压，二是通过金半接触的机理和正负极电子的流向来确定金属的种类。

技术特征：

1.一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法，其特征在于：所述步骤s3中刻蚀为icp刻蚀。

3.如权利要求1所述的一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法，其特征在于：所述步骤s4中x为boe。

4.如权利要求1所述的一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法，其特征在于：所述步骤s7中掩模层为si02掩模层。

5.如权利要求1所述的一种利用本征钙钛矿优化jbs二极管的工艺方法，其特征在于：所述步骤s8中导电金属层a为ni/al层，所述导电金属层b为ti/al层。

技术总结
本发明公开了一种利用本征钙钛矿优化JBS二极管的工艺方法，S1、首先在N<supgt;+</supgt;衬底上通过MOCVD外延生长形成N‑外延层；S2、首先通过PECVD在N‑外延层上生长一层SiO2掩模层，然后进行涂胶操作，涂胶以后用掩模板光刻并曝光，在N<supgt;‑</supgt;外延层上得到两个沟槽图案以用于P型材料沟槽的刻蚀；S3、将器件进行刻蚀，刻蚀出两个沟槽；S4、将器件放入X中用于去除剩余的SiO<subgt;2</subgt;，得到沟槽型的N‑外延层。本发明与现有技术相比优点在于：本发明为利用本征钙钛矿和明确金属种类来优化JBS二极管的工艺流程，一为在PN结之间加一层本征钙钛矿的易合成，成本较低的本征钙钛矿层来解决PN结势垒厚度较薄的问题，增加反向耐压，二是通过金半接触的机理和正负极电子的流向来确定金属的种类。

技术研发人员：李京波,张梦龙,张高天,王小周,周楚
受保护的技术使用者：浙江芯科半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15