CN214848637U - 高正向浪涌电流能力的SiC二极管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高正向浪涌电流能力的SiC二极管,包括SiC层(1)，SiC层(1)上设有若干第一沟槽(2)，第一沟槽(2)的中部上端设有第二沟槽(3)，第二沟槽(3)的两侧和第一沟槽(2)之间留有间隙，第二沟槽(3)内填充有浅P+grid层，第一沟槽(2)和第二沟槽(3)之间填充有深P‑grid层，SiC层(1)的外部设有离子注入层(4)。本实用新型能够进一步提高SiC二极管的正向浪涌电流能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种SiC二极管，特别是一种高正向浪涌电流能力的SiC二极管。
背景技术
SiC二极管在光伏、汽车等高端领域对正向浪涌电流能力均具有较高的要求。传统SiC二极管提高正向浪涌电流能力的方式是先在SiC二极管上沉积一层SiO2层，然后利用P-grid光罩依次对SiO2层进行光刻、刻蚀和注入AL，使SiC二极管的表面形成深P-grid结构；再利用SBD光罩和Metal光罩通过刻蚀工艺在SiC二极管的外部形成芯片工作区。而上述工艺能够将SiC二极管的正向浪涌电流能力提高至正向电流参数的8～10倍。
随着技术的发展和厂家对SiC二极管加工工艺的不断改进，目前的SiC二极管在加工时还会在现有深P-grid层的两侧形成浅P+grid层，从而利用深P-grid层和两侧浅P+grid层的配合使SiC二极管的正向浪涌电流能力提高至正向电流参数的10～12倍。这种结构改进虽相比传统SiC二极管虽能够提高其正向浪涌电流能力，但提升幅度相对有限，很难满足厂家对二极管性能的追求。
因此，需要一种能够进一步提高正向浪涌电流能力的SiC二极管。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种高正向浪涌电流能力的SiC二极管。它能够进一步提高SiC二极管的正向浪涌电流能力。
本实用新型的技术方案：高正向浪涌电流能力的SiC二极管，包括SiC层，SiC层上设有若干第一沟槽，第一沟槽的中部上端设有第二沟槽，第二沟槽的两侧和第一沟槽之间留有间隙，第二沟槽内填充有浅P+grid层，第一沟槽和第二沟槽之间填充有深P-grid层，SiC层的外部设有离子注入层。
前述的高正向浪涌电流能力的SiC二极管中，所述第一沟槽的宽度为2.1～3.1μm，所述第二沟槽和第一沟槽之间的宽度差为0.6μm。
前述的高正向浪涌电流能力的SiC二极管中，所述离子注入层和SiC层的连接处两侧设有SiO2层。
前述的高正向浪涌电流能力的SiC二极管中，所述第一沟槽的深度为1～1.2μm，所述第二沟槽的深度为0.3～0.5μm。
与现有技术相比，本实用新型相比现有SiC二极管将浅P+grid层从深P-grid层的两侧调整至深P-grid层的中部，使得SiC二极管在高温环境下能够更加快速的进行电流导通，提高其正向浪涌电流能力；在此基础上，本实用新型进一步优化了浅P+grid层和深P-grid层的深度和宽度，能够进一步提高该结构的提升效果，进而使SiC二极管的正向浪涌电流能力能够达到正向电流参数的14～16倍，即相比现有结构进一步提高其正向浪涌电流能力。所以，本实用新型能够进一步提高SiC二极管的正向浪涌电流能力。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的制备流程图；
图3是现有SiC二极管的工艺流程图。
附图中的标记为：1-SiC层，2-第一沟槽，3-第二沟槽，4-离子注入层，5-SiO2层，6-LP-SiO2薄膜层，7-Spacer-SiO2结构，501-PE-SiO2层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
实施例1。高正向浪涌电流能力的SiC二极管，构成如图1所示，包括SiC层1，SiC层1上设有若干第一沟槽2，第一沟槽2的中部上端设有第二沟槽3，第二沟槽3的两侧和第一沟槽2之间留有间隙，第二沟槽3内填充有浅P+grid层，第一沟槽2和第二沟槽3之间填充有深P-grid层，SiC层1的外部设有离子注入层4。
所述第一沟槽2的宽度为2.1μm，所述第二沟槽3的宽度为1.5μm。
所述离子注入层4和SiC层1的连接处两侧设有SiO2层5。
所述第一沟槽2的深度为1～1.2μm，所述第二沟槽3的深度为0.3～0.5μm。
所述高正向浪涌电流能力的SiC二极管的制备流程如图2所示，包括以下步骤：
①先在SiC层1的表面沉积SiO2，使SiC层1的外部形成PE-SiO2层501，再通过P-grid光罩对PE-SiO2层501进行光刻和刻蚀，使SiC层1的表面形成深P-grid层，得A品；
②通过LPCVD(低压力化学气相沉积法)在A品的表面沉积一层0.3～0.5μm厚度的LP-SiO2薄膜层6，然后对LP-SiO2薄膜层6进行干法刻蚀形成Spacer-SiO2结构7，得B品；
③对B品的表面注入AL离子，AL离子的注入浓度为5E14～1.5E15，使深P-grid层的顶部形成浅P+grid层，得C品；
④通过SBD光罩和Metal光罩依次对C品的表面进行刻蚀，消除深P-grid层上方的Spacer-SiO2结构7和PE-SiO2层501，并形成离子注入层4(即芯片的工作区结构)，得成品。
本实用新型的工作原理：本实用新型先通过先在SiC层1的表面通过光刻和刻蚀形成深P-grid层，然后再通过沉积和刻蚀在深P-grid层上方的PE-SiO2层501两侧形成Spacer-SiO2结构7；再通过注入AL离子使深P-grid层的上端中部形成浅P+grid层，而深P-grid层的上端两侧则在Spacer-SiO2结构7的作用下保持原状。从而使浅P+grid层在成型后能够位于深P-grid层的中部上端，且与两侧第一沟槽2之间形成间隙。最后通过SBD光罩和Metal光罩的刻蚀形成离子注入层4。当本实用新型的使用时，通过浅P+grid层和深P-grid层的结构配合，使得SiC二极管在高温环境下能够更加快速的进行电流导通，进而使本实用新型的正向浪涌电流能力能够达到正向电流参数的14～16倍。
传统SiC二极管的制备工艺如图3所示，先在SiC层1的表面通过光刻和刻蚀形成PE-SiO2层501，然后注入AL离子形成深P-grid层100，最后通过SBD光罩和Metal光罩通过刻蚀工艺形成离子注入层4。
改进后的SiC二极管的制备工艺如专利202011123353.2所示，通过在深P-grid层在两侧形成浅P+grid层，从而利用两者的配合提高SiC二极管的正向浪涌电流能力。
实施例2。高正向浪涌电流能力的SiC二极管，构成如图1所示，包括SiC层1，SiC层1上设有若干第一沟槽2，第一沟槽2的中部上端设有第二沟槽3，第二沟槽3的两侧和第一沟槽2之间留有间隙，第二沟槽3内填充有浅P+grid层，第一沟槽2和第二沟槽3之间填充有深P-grid层，SiC层1的外部设有离子注入层4。
所述第一沟槽2的宽度为3.1μm，所述第二沟槽3的宽度为2.5μm。
所述离子注入层4和SiC层1的连接处两侧设有SiO2层5。
所述第一沟槽2的深度为1～1.2μm，所述第二沟槽3的深度为0.3～0.5μm。
Claims (4)
1.高正向浪涌电流能力的SiC二极管，其特征在于：包括SiC层(1)，SiC层(1)上设有若干第一沟槽(2)，第一沟槽(2)的中部上端设有第二沟槽(3)，第二沟槽(3)的两侧和第一沟槽(2)之间留有间隙，第二沟槽(3)内填充有浅P+grid层，第一沟槽(2)和第二沟槽(3)之间填充有深P-grid层，SiC层(1)的外部设有离子注入层(4)。
2.根据权利要求1所述的高正向浪涌电流能力的SiC二极管，其特征在于：所述第一沟槽(2)的宽度为2.1～3.1μm，所述第二沟槽(3)和第一沟槽(2)之间的宽度差为0.6μm。
3.根据权利要求1所述的高正向浪涌电流能力的SiC二极管，其特征在于：所述离子注入层(4)和SiC层(1)的连接处两侧设有SiO2层(5)。
4.根据权利要求1所述的高正向浪涌电流能力的SiC二极管，其特征在于：所述第一沟槽(2)的深度为1～1.2μm，所述第二沟槽(3)的深度为0.3～0.5μm。
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2021
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