CN215771162U - 一种沟槽式碳化硅mps二极管结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其在外延层上形成沟槽，并在沟槽内设置多晶SiC层，并通过多晶SiC层形成P型网格和P型防护结，由于多晶SiC层为多晶体结构，其在形成P型网格和P型防护结时不需同时施加高压和高温，因此，不会破坏外延层以及P型体的晶体结构，由此改善器件反偏压漏电流、肖特基势垒降低效应的情况。此外，由于多晶体SiC层的设置，改善了阳极金属和P网格层的欧姆接触特性，可以在大电流涌动的情况下有效地防护器件。
Description
技术领域
本实用新型涉及碳化硅功率器件的制备领域，具体涉及一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构。
背景技术
碳化硅半导体材料作为高电压与高电流的功率器件，具有其特殊性，因而应用广泛。在碳化硅功率器件中，N型外延层上形成有P型结。目前一般采用离子注入的方式在N型外延层上形成一个P型结，离子注入时的温度需要超过500℃。也就是说，目前碳化硅功率器件的离子注入是在高温下进行的，因为N型外延层为SiC晶体，离子注入会产生比较大的压力，在高温高压容易破坏SiC晶体的结构，从而影响了SiC晶体的半导体性能，进而影响碳化硅功率器件的性能。
实用新型内容
针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其能够提高碳化硅器件的性能。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其上设有有源区域和外围区域；
所述MPS二极管包括SiC基板以及设置在SiC基板上的SiC外延层，在SiC外延层上端形成有多个沟槽，所述沟槽内设有多晶SiC层，在SiC外延层上还形成有多个与多晶SiC层对应的P型结，该P型结由多晶SiC层中的P型掺杂质渗透到SiC外延层形成；位于有源区域的P型结为P型网格，位于外围区域的P型结为P型防护结；
所述SiC外延层和多晶SiC层上设有绝缘膜，该绝缘膜位于外围区域；所述有源区域和相邻外围区域的部分区域上设有阳极金属，该阳极金属与SiC外延层具有肖特基接触特性、与多晶SiC层层具有欧姆接触特性；所述SiC基板的背面设有阴极金属。
所述SiC基板为N型SiC基板或P型SiC基板，所述SiC外延层为N型SiC外延层或P型SiC外延层。
采用上述方案后，本实用新型的二极管在外延层上形成沟槽，并在沟槽内设置多晶SiC层，并通过多晶SiC层形成P型网格和P型防护结，由于多晶SiC层为多晶体结构，其在形成P型网格和P型防护结时不需同时施加高压和高温，因此，不会破坏外延层以及P型体的晶体结构，由此改善器件反偏压漏电流、肖特基势垒降低效应的情况。此外，由于多晶体SiC层的设置，改善了阳极金属和P网格层的欧姆接触特性，可以在大电流涌动的情况下有效地防护器件。
附图说明
图1为现有的碳化硅JBS二极管结构示意图；
图2为本实用新型的MPS功率器件结构示意图。
具体实施方式
本实用新型揭示了一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其包括SiC基板100以及设置在SiC基板100上的SiC外延层101，在SiC外延层101上端形成有多个沟槽110，所述沟槽内设有多晶SiC层，在SiC外延层101上还形成有多个与多晶SiC层对应的P型结，该P型结由多晶SiC层中的P型掺杂质渗透到SiC外延层101形成；位于有源区域的P型结为P型网格102，位于外围区域的P型结为P型防护结103；所述SiC外延层101和多晶SiC层上设有绝缘膜105，该绝缘膜105位于外围区域；所述有源区域和相邻外围区域的部分区域上设有阳极金属106，该阳极金属106与SiC外延层101具有肖特基接触特性、与多晶SiC层层具有欧姆接触特性，SiC基板100的背面设有阴极金属107。
具体地，如图2所示，P型网格102在 SiC MPS 二极管的有源区域120，P型防护结103位于在SiC MPS二极管的外围121。P型网格102可改善器件反偏电压漏电流、改善阳极金属和 N型SiC 界面108的电场效应。P型防护结103作用在边缘端生成浮动防护，用于改善MPS 器件的反偏场电压。N-型SiC 外延层101和多晶SiC104在生长绝缘膜105；例如，在图案化顶部绝缘氧化硅薄膜，将有源区域的氧化硅移除。阳极金属106覆盖在有源区域 120和相邻外围部分121上。阳极金属106可以由多层金属层组成，由Ni、Au、Pt、Ti、Al、Nb、Ta 等或组合组成。阳极金属106与N-型SiC 外延层101具有肖特基接触特性、与多晶SiC104具有欧姆接触特性。N型SiC基板100下制备阴极金属107，形成欧姆接触特性。
本实用新型的二极管在外延层上形成沟槽，并在沟槽内设置多晶SiC层，并通过多晶SiC层形成P型网格102和P型防护结103，由于多晶SiC层为多晶体结构，其在形成P型网格102和P型防护结103时不需同时施加高压和高温，因此，不会破坏外延层以及P型体的晶体结构，由此改善器件反偏压漏电流、肖特基势垒降低效应的情况。此外，由于多晶体SiC层的设置，改善了阳极金属和P型网格102的欧姆接触特性，可以在大电流涌动的情况下有效地防护器件。
以上所述，仅是本实用新型实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其特征在于：所述MPS二极管上设有有源区域和外围区域；
所述MPS二极管包括SiC基板以及设置在SiC基板上的SiC外延层，在SiC外延层上端形成有多个沟槽，所述沟槽内设有多晶SiC层，在SiC外延层上还形成有多个与多晶SiC层对应的P型结，该P型结由多晶SiC层中的P型掺杂质渗透到SiC外延层形成；位于有源区域的P型结为P型网格，位于外围区域的P型结为P型防护结；
所述SiC外延层和多晶SiC层上设有绝缘膜，该绝缘膜位于外围区域；所述有源区域和相邻外围区域的部分区域上设有阳极金属，该阳极金属与SiC外延层具有肖特基接触特性、与多晶SiC层层具有欧姆接触特性；所述SiC基板的背面设有阴极金属。
2.根据权利要求1所述的一种沟槽式碳化硅MPS二极管结构，其特征在于：所述SiC基板为N型SiC基板或P型SiC基板，所述SiC外延层为N型SiC外延层或P型SiC外延层。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117116760A (zh) * | 2023-10-19 | 2023-11-24 | 珠海格力电子元器件有限公司 | 碳化硅器件的制作方法和碳化硅器件 |
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