DE102014218009A1 - Schottky-Diode und Verfahren zum Herstellen derselben - Google Patents

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Abstract

Eine Schottky-Diode enthält Folgendes: eine n–-leitende Epitaxialschicht, die auf einer ersten Oberfläche eines n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates angeordnet ist; einen ersten p+-Bereich, der auf der n–-leitenden Epitaxialschicht angeordnet ist; eine n-leitende Epitaxialschicht, die auf der n–-leitenden Epitaxialschicht und dem ersten p+-Bereich angeordnet ist; einen zweiten p+-Bereich, der auf der n-leitenden Epitaxialschicht angeordnet ist und mit dem ersten p+-Bereich in Kontakt steht; eine Schottky-Elektrode, die auf der n-leitenden Epitaxialschicht und dem zweiten p+-Bereich angeordnet ist; und eine ohmsche Elektrode, die auf einer zweiten Oberfläche des n+-Siliziumkarbidsubstrates angeordnet ist. Auch weist der erste p+-Bereich eine Gitterform auf, die eine Vielzahl von vertikalen Abschnitten und horizontale Abschnitte enthält, die beide Enden der jeweiligen vertikalen Abschnitte miteinander verbinden.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schottky-Diode, die Siliziumkarbid (SiC) enthält, und ein Verfahren zum Herstellen derselben.
  • (b) Beschreibung der verwandten Technik
  • Eine Schottky-Diode (SBD; engl. Schottky barrier diode) verwendet einen Schottky-Übergang, bei dem ein Metall und ein Halbleiter verbunden werden. Im Gegensatz zu einer gewöhnlichen PN-Diode, besitzt die SBD eine schnelle Schaltcharakteristik und weist eine Charakteristik einer niedrigeren Einschaltspannung als die der PN-Diode auf.
  • Im Allgemeinen wird bei einer Schottky-Diode eine Junction-Barrier-Schottky-Struktur (JBS-Struktur), bei der ein p+-Bereich an einem unteren Ende eines Schottky-Übergangsabschnitts ausgebildet ist, angewandt, um eine Charakteristik einer Leckstromverringerung zu verbessern, wobei dadurch ein Effekt des Sperrens des Leckstroms und Verbesserns einer Durchschlagspannung bzw. Durchbruchspannung durch Überlappen der PN-Dioden-Sperrschichten, die diffundiert werden, wenn eine Rückwärtsspannung angelegt wird, erhalten wird.
  • Da der p+-Bereich in dem Schottky-Übergangsabschnitt besteht, wird jedoch eine Kontaktfläche einer Schottky-Elektrode und einer n–-Driftschicht verkleinert, die als Strompfad in eine Vorwärtsrichtung dient, so dass darin ein Problem besteht, dass ein Widerstandswert erhöht wird und ein Durchlasswiderstand der Schottky-Diode erhöht wird. Da der p+-Bereich schwimmt bzw. floatet, ist ferner eine Breite der Sperrschicht, die den Leckstrom sperrt, nicht groß und folglich besteht eine Schwierigkeit während eines Prozesses zum Verringern eines Abstands zwischen den p+-Bereichen.
  • Die obigen Informationen, die in diesem Hintergrund-Abschnitt offenbart sind, dienen nur zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der jemandem mit gewöhnlichen technischen Fähigkeiten hierzulande bereits bekannt ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist auf eine Schottky-Diode gerichtet, deren Durchlasswiderstand verringert wird, wenn eine Spannung in eine Vorwärtsrichtung angelegt wird.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert eine Schottky-Diode, die Folgendes enthält: eine n–-leitende Epitaxialschicht, die auf einer ersten Oberfläche eines n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates angeordnet ist; einen ersten p+-Bereich, der auf der n–-leitenden Epitaxialschicht angeordnet ist; eine n-leitende Epitaxialschicht, die auf der n–-leitenden Epitaxialschicht und dem ersten p+-Bereich angeordnet ist; einen zweiten p+-Bereich, der auf der n-leitenden Epitaxialschicht angeordnet ist und mit dem ersten p+-Bereich in Kontakt steht; eine Schottky-Elektrode, die auf der n-leitenden Epitaxialschicht und dem zweiten p+-Bereich angeordnet ist; und eine ohmsche Elektrode, die auf einer zweiten Oberfläche des n+-Siliziumkarbidsubstrates angeordnet ist, wobei der erste p+-Bereich eine Gitterform aufweist, die eine Vielzahl von vertikalen Abschnitten und horizontale Abschnitte enthält, die beide Enden der jeweiligen vertikalen Abschnitte miteinander verbinden, die vertikalen Abschnitte eine Vielzahl von ersten Abschnitten, die wie ein Sechseck geformt sind, eine Vielzahl von zweiten Abschnitten, die die jeweiligen ersten Abschnitte verbinden, und eine Vielzahl von dritten Abschnitten enthalten, die die ersten Abschnitte und die horizontalen Abschnitte verbinden, und jeder zweite Abschnitt und jeder dritte Abschnitt wie ein Stab geformt ist.
  • Jeder erste Abschnitt kann eine reguläre sechseckige Form aufweisen.
  • Eine Breite jedes ersten Abschnitts kann größer als eine Breite jedes zweiten Abschnitts sein.
  • Die Breite jedes zweiten Abschnitts kann gleich einer Breite jedes dritten Abschnitts sein.
  • Eine horizontale Linie, die durch einen Mittelpunkt des ersten Abschnitts geht, kann eine horizontale Linie nicht treffen, die durch einen Mittelpunkt des ersten Abschnitts des benachbarten vertikalen Abschnitts geht.
  • Der zweite p+-Bereich kann eine viereckige Form aufweisen.
  • Der zweite p+-Bereich kann mit dem horizontalen Abschnitt und den an beiden Enden positionierten vertikalen Abschnitten unter der Vielzahl von vertikalen Abschnitten in Kontakt stehen.
  • Eine Dotierungskonzentration der n-leitenden Epitaxialschicht kann höher als eine Dotierungskonzentration der n–-leitenden Epitaxialschicht sein.
  • Eine andere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liefert ein Verfahren zum Herstellen einer Schottky-Diode, das Folgendes enthält: Ausbilden einer n–-leitenden Epitaxialschicht auf einer ersten Oberfläche eines n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates; Injizieren von p+-Ionen in eine Oberfläche der n–-leitenden Epitaxialschicht, um einen ersten p+-Bereich auszubilden; Ausbilden einer n-leitenden Epitaxialschicht auf der n–-leitenden Epitaxialschicht und dem ersten p+-Bereich; Injizieren von p+-Ionen in eine Oberfläche der n-leitenden Epitaxialschicht, um einen zweiten p+-Bereich auszubilden, der mit dem ersten p+-Bereich in Kontakt steht; Ausbilden einer Schottky-Elektrode auf der n-leitenden Epitaxialschicht und dem zweiten p+-Bereich; und Ausbilden einer ohmschen Elektrode auf einer zweiten Oberfläche des n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates, wobei der erste p+-Bereich eine Gitterform aufweist, die eine Vielzahl von vertikalen Abschnitten und horizontale Abschnitte enthält, die beide Enden der jeweiligen vertikalen Abschnitte miteinander verbinden, die vertikalen Abschnitte eine Vielzahl von ersten Abschnitten, die wie ein Sechseck geformt sind, eine Vielzahl von zweiten Abschnitten, die die jeweiligen ersten Abschnitte verbinden, und eine Vielzahl von dritten Abschnitten enthalten, die die ersten Abschnitte und die horizontalen Abschnitte verbinden, und jeder zweite Abschnitt und jeder dritte Abschnitt wie ein Stab geformt ist.
  • Nach den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der p+-Bereich, der in einer unteren Schicht unter den p+-Bereichen der Doppelschichten positioniert ist, wie ein Gitter geformt, das die vertikalen Abschnitte und die horizontalen Abschnitte enthält, und jeder vertikale Abschnitt enthält jeden ersten Abschnitt, der wie ein Sechseck geformt ist, um eine Fläche der n–-leitenden Epitaxialschicht zu vergrößern, wobei dadurch eine Strommenge erhöht wird, wenn eine Spannung in eine Vorwärtsrichtung angelegt wird.
  • Ferner ist eine Dotierungskonzentration der n-leitenden Epitaxialschicht, die mit der Schottky-Elektrode in Kontakt steht, gebildet, um höher als eine Dotierungskonzentration der n–-leitenden Epitaxialschicht zu sein, die unter der n-leitenden Epitaxialschicht positioniert ist, um den Widerstand der Schottky-Diode zu verringern, wobei dadurch eine Strommenge erhöht wird, wenn eine Spannung in die Vorwärtsrichtung angelegt wird.
  • Ferner wird eine Fläche des Schottky-Übergangs maximiert, wobei dadurch ein Durchlasswiderstand verringert wird, wenn eine Spannung in die Vorwärtsrichtung angelegt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schottky-Diode nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 2 ist eine Draufsicht, die eine n–-leitende Epitaxialschicht der 1 veranschaulicht.
  • 3 ist eine Draufsicht, die eine n-leitende Epitaxialschicht der 1 veranschaulicht.
  • 4 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines ersten p+-Bereiches der Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • 5 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines ersten p+-Bereiches einer Schottky-Diode nach einem Vergleichsbeispiel veranschaulicht.
  • Die 6 bis 9 sind Darstellungen, die ein Verfahren zum Herstellen einer Schottky-Diode nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Reihe nach veranschaulichen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden. Wie wohl jemand mit technischen Fähigkeiten erkennt, können die beschriebenen Ausführungsformen auf viele verschiedene Weisen modifiziert werden ganz ohne von dem Wesen oder Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die beispielhaften Ausführungsformen, die hierin offenbart sind, sind derart vorgesehen, dass die offenbarten Inhalte umfassend und vollständig werden können und jemand mit gewöhnlichen technischen Fähigkeiten das Wesen der vorliegenden Erfindung ausreichend verstehen kann.
  • In den Zeichnungen ist die Stärke von Schichten und Bereichen zur Klarheit übertrieben. Zudem kann in dem Fall, wenn erwähnt wird, dass eine Schicht „auf” der anderen Schicht oder einem Substrat vorhanden ist, die Schicht direkt auf der anderen Schicht oder dem Substrat ausgebildet sein oder eine dritte Schicht zwischen denselben angeordnet sein. Überall in der Beschreibung bezeichnen ähnliche Bezugsnummern ähnliche Bestandteile.
  • Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge mit alternativen Brennstoffen enthält (z. B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine” und „der/die/das” auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf” und/oder „aufweisend”, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder” jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schottky-Diode nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, 2 ist eine Draufsicht, die eine n–-leitende Epitaxialschicht der 1 veranschaulicht, und 3 ist eine Draufsicht, die eine n-leitende Epitaxialschicht der 1 veranschaulicht.
  • In Bezug auf die 1 bis 3 sind bei der Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine n–-leitende Epitaxialschicht 200, eine n-leitende Epitaxialschicht 400 und eine Schottky-Elektrode 600 der Reihe nach auf einer ersten Oberfläche eines n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates 100 angeordnet und eine ohmsche Elektrode 700 auf einer zweiten Oberfläche des n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates 100 angeordnet. Eine Dotierungskonzentration der n-leitenden Epitaxialschicht 400 ist höher als eine Dotierungskonzentration der n–-leitenden Epitaxialschicht 200.
  • Ein erster p+-Bereich 300, in den p+-Ionen injiziert werden, ist in der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 angeordnet und ein zweiter p+-Bereich 500, in den p+-Ionen injiziert werden, ist in der n-leitenden Epitaxialschicht 400 angeordnet. Die in den ersten p+-Bereich 300 und den zweiten p+-Bereich 500 injizierten p+-Ionen können gleich sein oder sich unterscheiden. Insbesondere steht die Schottky-Elektrode 600 mit der n-leitenden Epitaxialschicht 400 und dem zweiten p+-Bereich 500 in Kontakt.
  • Der erste p+-Bereich 300 ist in einer Gitteform auf einer Oberfläche der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 angeordnet. Der erste p+-Bereich 300 enthält eine Vielzahl von vertikalen Abschnitten 310 und horizontale Abschnitte 320, die beide Enden der jeweiligen vertikalen Abschnitte 310 verbinden.
  • Die vertikalen Abschnitte 310 enthalten eine Vielzahl von ersten Abschnitten 311 mit einer sechseckigen Form, eine Vielzahl von zweiten Abschnitten 312, die die jeweiligen ersten Abschnitte 311 verbinden, und eine Vielzahl von dritten Abschnitten 313, die die ersten Abschnitte 311 und die horizontalen Abschnitte 320 verbinden. Jeder erste Abschnitt 311 kann wie ein Sechseck, vorzugsweise ein reguläres Sechseck, geformt sein und eine Breite jedes ersten Abschnitts 311 ist größer als eine Breite jedes zweiten Abschnitts 312. Die zweiten Abschnitte 312 und dritten Abschnitte 313 sind jeweils wie ein Stab geformt und Breiten derselben gleichen einander.
  • In den zwei vertikalen Abschnitten 310, die zueinander benachbart sind, sind die ersten Abschnitte 311 in einer Zickzackform angeordnet, so dass eine horizontale Linie, die durch einen Mittelpunkt des ersten Abschnitts 311 geht, eine horizontale Linie nicht trifft, die durch einen Mittelpunkt des ersten Abschnitts 311 geht, der in dem benachbarten vertikalen Abschnitt 310 positioniert ist.
  • Der zweite p+-Bereich 500 ist in einer viereckigen Form auf einer Oberfläche der n-leitenden Epitaxialschicht 400 angeordnet und steht mit dem ersten p+-Bereich 300 in Kontakt. Der zweite p+-Bereich 500 steht mit den horizontalen Abschnitten 320 des ersten p+-Bereiches 300 und den an beiden Enden positionierten vertikalen Abschnitten 310 unter der Vielzahl von vertikalen Abschnitten 310 in Kontakt. Der erste p+-Bereich 300 und der zweite p+-Bereich 500 nehmen eine Minusspannung beim Anlegen einer Spannung in eine Rückwärtsrichtung durch den Kontakt auf, so dass eine Sperrschicht eines PN-Übergangs, der ein Übergangsbereich des ersten p+-Bereiches 300 und der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 ist, breit wird und dadurch einen Leckstrom, der in die Rückwärtsrichtung fließt, maximal unterdrückt.
  • Ferner ist die Vielzahl von ersten Abschnitten 311 mit der sechseckigen Form in dem ersten p+-Bereich 300 derart angeordnet, dass eine Fläche des ersten p+-Bereiches 300 pro Flächeneinheit im Vergleich zu dem ersten p+-Bereich 300 mit der Stabform verkleinert werden kann. Folglich ist es möglich eine Fläche der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 zu vergrößern, wobei dadurch eine Strommenge vergrößert wird, wenn eine Spannung in eine Vorwärtsrichtung angelegt wird. Ferner kann bei einem Vergleich zwischen der Schottky-Diode, bei der der erste p+-Bereich 300 ausgebildet wird, der die Vielzahl von ersten Abschnitten 311 enthält, die wie das Sechseck geformt sind, und der Schottky-Diode, bei der der erste p+-Bereich 300 ausgebildet wird, der wie der Stab geformt ist, wenn die Strommengen während des Anlegens der Spannung in die Vorwärtsrichtung gleich sind, die Fläche der Schottky-Diode verkleinert werden.
  • Ferner wird der erste p+-Bereich 300, der wie das Gitter geformt ist, auf der Oberfläche der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 ausgebildet und der zweite p+-Bereich 500, der mit dem ersten p+-Bereich 300 in Kontakt steht, an einem Rand der n-leitenden Epitaxialschicht 400 ausgebildet, um eine Schottky-Übergangsfläche zu vergrößern, wobei dadurch ein Durchlasswiderstand verringert wird, wenn die Spannung in die Vorwärtsrichtung angelegt wird.
  • Ferner ist bei der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform eine Dotierungskonzentration der n-leitenden Epitaxialschicht 400, die mit der Schottky-Elektrode 600 in Kontakt steht, gebildet, um höher als eine Dotierungskonzentration der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 zu sein, die unter der n-leitenden Epitaxialschicht 400 positioniert ist, um einen Widerstand der Schottky-Diode zu verringern, wobei dadurch eine Strommenge erhöht wird, die von der Schottky-Elektrode 600 zu der ohmschen Elektrode 700 fließt.
  • Charakteristiken der Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und einer Schottky-Diode nach dem Vergleichsbeispiels werden in Bezug auf die 4 und 5 und Tabelle 1 beschrieben werden.
  • Die Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorbereitet, wie in 4 veranschaulicht, und eine Schottky-Diode nach einem Vergleichsbeispiel wird vorbereitet, wie in 5 veranschaulicht.
  • 4 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines ersten p+-Bereiches der Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • In Bezug auf 4 ist der erste Abschnitt 311 wie ein reguläres Sechseck ausgebildet und Längen von gegenüberliegenden Oberflächen betragen 3 μm. Eine Länge des zweiten Abschnitts 312, der die ersten Abschnitte 311 verbindet, beträgt 2,598 μm und eine Breite des ersten Abschnitts 311 beträgt 1 μm. Insbesondere kann ein Rechteck, das eine Linie, die den Mittelpunkt des ersten Abschnitts 311 und den Mittelpunkt des benachbarten ersten Abschnitts 311 verbindet, als diagonale Linie aufweist, gebildet werden und das Rechteck wird als Elementarzelle bezeichnet. Die Elementarzelle nach der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist das Rechteck mit einer Größe von 4,848 μm × 2,799 μm. Die Elementarzelle nach der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist in einen Querschnitt 1 und Querschnitt 2 basierend auf der diagonalen Linie unterteilt, die den Mittelpunkt des ersten Abschnitts 311 und den Mittelpunkt des benachbarten ersten Abschnitts 311 verbindet.
  • 5 ist eine Draufsicht, die einen Teil eines ersten p+-Bereiches der Schottky-Diode nach dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht.
  • In Bezug auf 5 ist eine Form eines p+-Bereiches ein Stab und eine Breite desselben beträgt 3 μm. Ein Abstand zwischen den benachbarten p+-Bereichen beträgt 3 μm. Insbesondere ist die Elementarzelle ein Rechteck mit einer Größe von 6 μm × 3 μm.
  • Tabelle 1 ist eine Tabelle, die ein Ergebnis einer Simulation in einem Durchlasszustand für die Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und die Schottky-Diode nach dem Vergleichsbeispiel repräsentiert. (Tabelle 1)
    Klassifizierung Elementarzellenfläche μm2 Strommenge (A) pro Elementarzelle Stromdichte (A/cm2) pro Elementarzelle Fläche der Vorrichtung (cm2) bei 120A
    Vergleichsbeispiel 18 6 × 3 1,005e–4 558 0,215
    Beispielhafte Ausführungsform Querschnitt 1 - 5,339e–5 393 -
    Beispielhafte Ausführungsform Querschnitt 2 - 6,161e–5 454 -
    Beispielhafte Ausführungsform Querschnitt 1 + Querschnitt 2 13,571 (4,848 × 2,799) 1,150e–4 847 0,142
  • In Bezug auf 1 ist in einem Fall der Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Elementarzelle in einen Querschnitt 1 und Querschnitt 2 unterteilt, um die Simulation durchzuführen.
  • Es kann erkannt werden, dass eine Stromdichte pro Elementarzelle der Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgrund einer Erhöhung einer Strommenge pro Elementarzelle im Vergleich zu der Schottky-Diode nach dem Vergleichsbeispiel um ca. 52% erhöht wird. Gemäß der Erhöhung der Strommenge pro Elementarzelle kann erkannt werden, dass der Durchlasswiderstand der Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu der Schottky-Diode nach dem Vergleichsbeispiel verringert wird.
  • Ferner kann erkannt werden, dass basierend auf der gleichen Strommenge von 120 A eine Fläche der Schottky-Diode nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung um ca. 34% im Vergleich zu einer Fläche der Schottky-Diode nach dem Vergleichsbeispiel verkleinert wird. Folglich kann die Anzahl der Schottky-Dioden nach der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung pro Wafereinheit im Vergleich zu der Schottky-Diode nach dem Vergleichsbeispiel erhöht werden, wobei dadurch Kosten verringert werden.
  • Ein Verfahren zum Herstellen einer Schottky-Diode nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf die 6 bis 9 zusammen mit 1 detailliert beschrieben werden.
  • Die 6 bis 9 sind Darstellungen, die ein Verfahren zum Herstellen einer Schottky-Diode nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Reihe nach veranschaulichen.
  • In Bezug auf 6 wird ein n+-leitendes Siliziumkarbidsubstrat 100 vorbereitet und eine n–-leitende Epitaxialschicht 200 auf einer ersten Oberfläche des n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates 100 durch epitaxiales Wachstum ausgebildet.
  • In Bezug auf 7 wird ein erster p+-Bereich 300 durch Injizieren von p+-Ionen in eine Teilfläche der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 ausgebildet. Der erste p+-Bereich 300 wird in eine Gitterform auf der Oberfläche der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 ausgebildet. Wie in 2 veranschaulicht, enthält der erste p+-Bereich 300 eine Vielzahl von vertikalen Abschnitten 310 und horizontale Abschnitte 320, die beide Enden der jeweiligen vertikalen Abschnitte 310 verbinden. Die vertikalen Abschnitte 310 enthalten eine Vielzahl von ersten Abschnitten 311 mit einer sechseckigen Form, eine Vielzahl von zweiten Abschnitten 312, die die jeweiligen ersten Abschnitte 311 verbinden, und eine Vielzahl von dritten Abschnitten 313, die die ersten Abschnitte 311 und die horizontalen Abschnitte 320 verbinden. Der erste Abschnitt 311 kann wie ein Sechseck, vorzugsweise ein reguläres Sechseck, geformt sein und eine Breite des ersten Abschnitts 311 ist größer als eine Breite des zweiten Abschnitts 312. Der zweite Abschnitt 312 und der dritte Abschnitt 313 sind wie ein Stab geformt und Breiten derselben gleichen einander.
  • In Bezug auf 8 wird eine n-leitende Epitaxialschicht 400 auf der n–-leitenden Epitaxialschicht 200 und dem ersten p+-Bereich 300 durch epitaxiales Wachstum ausgebildet. Insbesondere ist eine Dotierungskonzentration der n-leitenden Epitaxialschicht 400 höher als eine Dotierungskonzentration der n–-leitenden Epitaxialschicht 200.
  • In Bezug auf 9 wird ein zweiter p+-Bereich 500 durch Injizieren von p+-Ionen in eine Teilfläche der n-leitenden Epitaxialschicht 400 ausgebildet. Der zweite p+-Bereich 500 wird in eine viereckige Form ausgebildet. Der zweite p+-Bereich 500 steht mit den horizontalen Abschnitten 320 des ersten p+-Bereiches 300 und den an beiden Enden positionierten vertikalen Abschnitten 310 unter der Vielzahl von vertikalen Abschnitten 310 in Kontakt.
  • Wie in 1 veranschaulicht, wird eine Schottky-Elektrode 600 auf der n-leitenden Epitaxialschicht 400 und dem zweiten p+-Bereich 500 ausgebildet und eine ohmsche Elektrode 700 auf der zweiten Oberfläche des n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates 100 ausgebildet.
  • Zwar wurde diese Erfindung in Verbindung damit beschrieben, was derzeit als praktische beispielhafte Ausführungsformen gilt, aber es sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen decken soll, die innerhalb des Wesens und Bereiches der beiliegenden Ansprüche enthalten sind.

Claims (16)

  1. Schottky-Diode, aufweisend: eine n–-leitende Epitaxialschicht, die auf einer ersten Oberfläche eines n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates angeordnet ist; einen ersten p+-Bereich, der auf der n–-leitenden Epitaxialschicht angeordnet ist; eine n-leitende Epitaxialschicht, die auf der n–-leitenden Epitaxialschicht und dem ersten p+-Bereich angeordnet ist; einen zweiten p+-Bereich, der auf der n-leitenden Epitaxialschicht angeordnet ist und mit dem ersten p+-Bereich in Kontakt steht; eine Schottky-Elektrode, die auf der n-leitenden Epitaxialschicht und dem zweiten p+-Bereich angeordnet ist; und eine ohmsche Elektrode, die auf einer zweiten Oberfläche des n+-Siliziumkarbidsubstrates angeordnet ist, wobei der erste p+-Bereich eine Gitterform aufweist, die eine Vielzahl von vertikalen Abschnitten und horizontale Abschnitte enthält, die beide Enden der jeweiligen vertikalen Abschnitte miteinander verbinden, die vertikalen Abschnitte eine Vielzahl von ersten Abschnitten, die wie ein Sechseck geformt sind, eine Vielzahl von zweiten Abschnitten, die die jeweiligen ersten Abschnitte verbinden, und eine Vielzahl von dritten Abschnitten enthalten, die die ersten Abschnitte und die horizontalen Abschnitte verbinden, und die zweiten Abschnitte und dritten Abschnitte wie ein Stab geformt sind.
  2. Schottky-Diode nach Anspruch 1, wobei jeder erste Abschnitt eine reguläre sechseckige Form aufweist.
  3. Schottky-Diode nach Anspruch 2, wobei eine Breite jedes ersten Abschnitts größer als eine Breite jedes zweiten Abschnitts ist.
  4. Schottky-Diode nach Anspruch 3, wobei die Breite jedes zweiten Abschnitts gleich einer Breite jedes dritten Abschnitts ist.
  5. Schottky-Diode nach Anspruch 4, wobei eine horizontale Linie, die durch einen Mittelpunkt des ersten Abschnitts geht, eine horizontale Linie nicht trifft, die durch einen Mittelpunkt des ersten Abschnitts des benachbarten vertikalen Abschnitts geht.
  6. Schottky-Diode nach Anspruch 1, wobei der zweite p+-Bereich eine viereckige Form aufweist.
  7. Schottky-Diode nach Anspruch 6, wobei der zweite p+-Bereich mit dem horizontalen Abschnitt und den an beiden Enden positionierten vertikalen Abschnitten unter der Vielzahl von vertikalen Abschnitten in Kontakt steht.
  8. Schottky-Diode nach Anspruch 1, wobei eine Dotierungskonzentration der n-leitenden Epitaxialschicht höher als eine Dotierungskonzentration der n–-leitenden Epitaxialschicht ist.
  9. Verfahren zum Herstellen einer Schottky-Diode, aufweisend: Ausbilden einer n–-leitenden Epitaxialschicht auf einer ersten Oberfläche eines n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates; Injizieren von p+-Ionen in eine Oberfläche der n–-leitenden Epitaxialschicht, um einen ersten p+-Bereich auszubilden; Ausbilden einer n-leitenden Epitaxialschicht auf der n–-leitenden Epitaxialschicht und dem ersten p+-Bereich; Injizieren von p+-Ionen in eine Oberfläche der n-leitenden Epitaxialschicht, um einen zweiten p+-Bereich auszubilden, der mit dem ersten p+-Bereich in Kontakt steht; Ausbilden einer Schottky-Elektrode auf der n-leitenden Epitaxialschicht und dem zweiten p+-Bereich; und Ausbilden einer ohmschen Elektrode auf einer zweiten Oberfläche des n+-leitenden Siliziumkarbidsubstrates, wobei der erste p+-Bereich eine Gitterform aufweist, die eine Vielzahl von vertikalen Abschnitten und horizontale Abschnitte enthält, die beide Enden der jeweiligen vertikalen Abschnitte miteinander verbinden, die vertikalen Abschnitte eine Vielzahl von ersten Abschnitten, die wie ein Sechseck geformt sind, eine Vielzahl von zweiten Abschnitten, die die jeweiligen ersten Abschnitte verbinden, und eine Vielzahl von dritten Abschnitten enthalten, die die ersten Abschnitte und die horizontalen Abschnitte verbinden, und jeder zweite Abschnitt und jeder dritte Abschnitt wie ein Stab geformt ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei jeder erste Abschnitt eine reguläre sechseckige Form aufweist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine Breite jedes ersten Abschnitts größer als eine Breite jedes zweiten Abschnitts ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Breite jedes zweiten Abschnitts gleich einer Breite jedes dritten Abschnitts ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine horizontale Linie, die durch einen Mittelpunkt jedes ersten Abschnitts geht, eine horizontale Linie nicht trifft, die durch einen Mittelpunkt jedes ersten Abschnitts des benachbarten vertikalen Abschnitts geht.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der zweite p+-Bereich eine viereckige Form aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der zweite p+-Bereich mit dem horizontalen Abschnitt und den an beiden Enden positionierten vertikalen Abschnitten unter der Vielzahl von vertikalen Abschnitten in Kontakt steht.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Dotierungskonzentration der n-leitenden Epitaxialschicht höher als eine Dotierungskonzentration der n–-leitenden Epitaxialschicht ist.
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