TWI422029B - 具有抑制少數載體射入之碳化矽接合障礙蕭特基二極體 - Google Patents

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Description

具有抑制少數載體射入之碳化矽接合障礙蕭特基二極體
本發明係關於半導體裝置，且更具體言之係關於二極體。
可處理例如約600 V與約2.5 kV之間電壓之高壓碳化矽(SiC)蕭特基二極體可取決於其作用區而處理多達約100 amps或更多之電流。高壓蕭特基二極體具有若干重要應用，尤其在功率調節、分佈及控制領域中。
此等應用中SiC蕭特基二極體之一重要特徵在於其切換速度。基於矽之PIN裝置通常顯示相對較差之切換速度。矽PIN二極體可取決於其額定電壓而具有約20 kHz之最大切換速度。相反，基於碳化矽之蕭特基裝置理論上能夠具有快得多的切換速度，例如超過矽裝置約100倍。另外，碳化矽裝置可能夠處理比矽裝置更高之電流密度。
4H－SiC中之蕭特基障礙二極體可具有非常低的特定接通電阻及非常快的切斷特徵。嘗試改良裝置效能包括將a p＋ n接合柵格整合於蕭特基二極體中，從而形成接合障礙蕭特基(JBS)結構。當施加正向偏壓時，二極體之蕭特基區域導電。只要所施加之正向偏壓小於p＋ n接合之內建接合電位，則僅多數載體電流流動且沒有少數載體射入漂移層，從而歸因於所儲存之少數載體電荷而導致可忽略之反向恢復時間。當施加反向偏壓時，p＋區域之耗盡區域屏蔽蕭特基區域，從而導致蕭特基金屬－SiC界面處之較低電場。此效應可降低或最小化來自二極體之蕭特基區之反向偏壓漏電流且可允許製造高電壓、低洩漏及高溫之二極體。裝置之通態電壓降落由金屬－SiC障礙高度、漂移區域之電阻及蕭特基及p＋植入區域之相對面積來判定。
當施加大於p＋ n接合之內建電位的正向偏壓(在4H－SiC中為2.6 V)時，內建pn接合接通。電洞自p＋植入區域射入且電子自n＋區域射入。圖1中提供一說明習知JBS二極體之可能I－V特徵之例示性I－V曲線。舉例而言，具有Ti蕭特基金屬之4H－SiC JBS二極體在約1 V時將展示多數載體傳導。因此，圖1中之蕭特基接通點可在約1 V正向偏壓處。若與接合障礙柵格之接觸係足夠歐姆的，則當多數載體電流隨著正向偏壓而增加時，pn接合可在約2.6 V處接通。因此，少數載體電流支配二極體之正向傳導。由於二極體之漂移層充滿載體，因此該裝置可展示顯著的反向恢復電荷及反向恢復時間。因此，當此裝置自正向偏壓(導電)狀態切換至反向偏壓(阻斷)狀態時，其將不需要繼續傳導電流直至所有射入之少數載體再結合。另外，載體再結合可導致疊差之傳播，其可導致I－V特徵之嚴重降級。
圖2中說明具有植入接合障礙柵格之習知SiC蕭特基二極體。在習知裝置中，浮場圈圍繞接合障礙柵格。在以下圖2中可見習知裝置之橫截面結構的非比例簡化說明。在圖2中，為清楚起見，已減少接合障礙區域中植入區域之數目。此外，為清楚起見，亦已改變了區域之相對尺寸。
如在圖2中所見，習知裝置在n＋SiC基板10上包括相對薄(約0.5 μm)的n＋SiC磊晶層12。n－SiC磊晶層14提供於n＋SiC磊晶層12上。n－SiC磊晶層14對於600 V產物為約5 μm厚且對於1200 V產物為約13 μm厚。p型SiC之植入區域16提供於n－SiC磊晶層14中且延伸至約0.5 μm之深度。p型植入16提供接合障礙柵格及浮場圈。包括第一熱氧化層18及第二沉積氧化層20之氧化層提供於浮場圈上及接合障礙柵格之外部部分上。蕭特基接觸22提供於接合障礙柵格上且延伸於氧化層上。歐姆接觸24提供於SiC基板10上。
習知裝置之所有p型植入(接合障礙柵格及場圈)以相同劑量植入以使在活化之後產生大於1×101 8 cm－ 3 之載體濃度。接合障礙柵格包括約1.5 μm寬且間隔約4 μm之p型植入區域之柵格。接合障礙柵格之此部分包括均一大小及間隔之植入，且由約15 μm寬之周邊p型植入區域圍繞，且使均一大小之植入區域彼此連接。使接合障礙柵格之此周邊區域比其他部分更寬以允許製造變化，從而確保蕭特基接觸將圍繞整個柵格周邊來接觸柵格。p型植入浮場圈為約2.75 μm寬且間隔約1.75 μm。
在製造習知裝置時，提供n＋SiC基板10。如以上參考圖2所描述，在基板10上形成兩n型SiC磊晶層(n＋SiC磊晶層12及n－SiC磊晶層14)。SiC磊晶層及SiC基板經熱氧化以在SiC基板及磊晶層上提供二氧化矽犧牲層。此等二氧化矽犧牲層中之每一層藉由蝕刻來移除。p型摻雜劑(Al)以4×101 4 cm－ 2 劑量植入n－SiC磊晶層中以提供如圖2中所說明之浮護圈及接合障礙柵格。接著，所植入之p型摻雜劑藉由利用高溫退火(意即1600℃)來活化。高溫退火將摻雜劑併入SiC之晶體結構中，且即使不是全部移除也是移除多數(例如，90%)由植入製程產生之晶體缺陷。
接著，犧牲性氧化物熱生長於包括所植入區域之n－SiC磊晶層上且藉由蝕刻來移除。接著，熱氧化物生長於n－SiC磊晶層上，且所沉積之氧化物形成且密化於熱氧化物上。接著，n－SiC磊晶層上之氧化物經圖案化以提供開口至用於蕭特基接觸之n－SiC磊晶層，且蕭特基接觸形成於開口中以接觸n－SiC磊晶層及所植入之接合障礙柵格。蕭特基接觸亦延伸於圖2中所展示之氧化層上。
Singh等人之"Planar Terminations in 4H－SiC Schottky Diodes With Low Leakage And High Yields"(ISPSD'97中，第157－160頁)中描述SiC蕭特基二極體之額外習知終端。Ueno等人之"The Guard－Ring Termination for High－Voltage SiC Schottky Barrier Diodes"(IEEE電子裝置短文(Electron Device Letters)，1995年7月，第7期，第16卷，第331－332頁)中描述SiC蕭特基障礙二極體之p型磊晶護圈終端。另外，在已公開之題為"SiC Semiconductor Device Comprising A PN Junction With A Voltage Absorbing Edge"之PCT申請案WO 97/08754中描述其他終端技術。
本發明之某些實施例提供碳化矽蕭特基二極體及製造碳化矽蕭特基二極體之方法，該等碳化矽蕭特基二極體包括一安置於二極體之漂移區域中之碳化矽接合障礙區域。該接合障礙區域包括：一第一碳化矽區域，其在二極體之漂移區域中具有第一摻雜濃度；及一第二碳化矽區域，其位於漂移區域中且安置於第一碳化矽區域與蕭特基二極體之蕭特基接觸之間。該第二區域與第一碳化矽區域及蕭特基接觸接觸。第二碳化矽區域具有一小於第一摻雜濃度之第二摻雜濃度且形成具有蕭特基接觸之蕭特基整流接合。
在本發明之其他實施例中，漂移區域包含n型碳化矽，且第一區域及第二區域包含p型碳化矽。在本發明之特定實施例中，第二碳化矽區域延伸至漂移區域中約0.01至約0.5 μm，且第一碳化矽區域延伸至漂移區域中約0.1至約1 μm。第二碳化矽區域可具有約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 之表面摻雜濃度。
在本發明之額外實施例中，漂移區域包括n型碳化矽磊晶層。亦可提供具有大於第一n型碳化矽磊晶層之載體濃度的n型碳化矽基板，且該第一n型碳化矽磊晶層可安置於n型碳化矽基板上。第二n型碳化矽磊晶層可安置於第一碳化矽磊晶層與n型碳化矽基板之間。第二n型碳化矽磊晶層可具有比第一n型碳化矽磊晶層更高之載體濃度。歐姆接觸可提供於碳化矽基板上且與第一n型碳化矽磊晶層相對。複數個浮場圈亦可圍繞碳化矽接合障礙區域而提供。
本發明之某些實施例提供碳化矽接合障礙蕭特基(JBS)二極體及製造碳化矽JBS二極體之方法，該等碳化矽JBS二極體包括一安置於碳化矽漂移區域中之碳化矽接合障礙區域，該接合障礙區域提供一內建pn接合及用於阻斷接合障礙區域之內建pn接合之電流傳導的與二極體成一體之構件。
在本發明之特定實施例中，用於阻斷接合障礙區域之內建pn接合之電流傳導的與二極體成一體之構件藉由在接合障礙區域之內建pn接合與JBS二極體之蕭特基接觸之間串聯蕭特基二極體來提供。當內建pn接合經正向偏壓時，蕭特基二極體反向偏壓。
在本發明之其他實施例中，蕭特基二極體由蕭特基接觸與接合障礙區域之間之蕭特基接合來提供。蕭特基接合經配置以當JBS二極體經正向偏壓時經充分整流，從而阻斷電流流過內建pn接合。
在本發明之特定實施例中，接合障礙區域包含位於n型碳化矽漂移區域中之p型碳化矽區域。p型碳化矽區域可具有約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 之表面摻雜濃度。p型碳化矽區域在p型碳化矽區域下方一深度處可具有一高於p型碳化矽區域之表面處之摻雜濃度。
在本發明之某些實施例中，p型碳化矽區域包括：第一p型碳化矽區域，其在二極體之n型漂移區域中具有第一摻雜濃度；及第二p型碳化矽區域，其位於n型漂移區域中且安置於第一p型碳化矽區域與JBS二極體之蕭特基接觸之間。第二p型碳化矽區域與第一p型碳化矽區域及蕭特基接觸接觸。第二p型碳化矽區域具有一小於第一摻雜濃度之第二摻雜濃度且形成具有蕭特基接觸之蕭特基整流接合。
在本發明之其他實施例中，碳化矽JBS二極體進一步包括位於碳化矽漂移區域上之蕭特基接觸，且用於阻斷接合障礙區域之內建pn接合之電流傳導的與二極體成一體之構件包含位於接合障礙區域之內建pn接合與JBS二極體之蕭特基接觸之間之串聯電阻。該串聯電阻由在二極體之n型漂移區域中具有第一摻雜濃度之第一p型碳化矽區域及第二p型碳化矽區域來提供，該第二p型碳化矽區域位於n型漂移區域中，安置於第一p型碳化矽區域與JBS二極體之蕭特基接觸之間，且與第一p型碳化矽區域及蕭特基接觸電接觸。第二p型碳化矽區域具有一小於第一摻雜濃度之第二摻雜濃度且形成具有蕭特基接觸之電阻接觸。
在本發明之額外實施例中，碳化矽JBS二極體進一步包括位於碳化矽漂移區域上之蕭特基接觸，且用於阻斷接合障礙區域之內建pn接合之電流傳導的與二極體成一體之構件包含安置於接合障礙區域與JBS二極體之蕭特基接觸之間之絕緣層。
本發明之某些實施例提供碳化矽蕭特基二極體及製造碳化矽蕭特基二極體之方法，該等碳化矽蕭特基二極體包括一碳化矽漂移區域、一位於該碳化矽漂移區域上之蕭特基接觸及一安置於二極體之碳化矽漂移區域中之碳化矽接合障礙區域。該接合障礙區域包含：一第一碳化矽植入區域，其位於二極體之漂移區域中且具有第一峰值載體濃度；及一第二碳化矽植入區域，其位於漂移區域中且安置於第一碳化矽區域與蕭特基二極體之蕭特基接觸之間，且與第一碳化矽區域及蕭特基接觸電接觸。第二碳化矽區域具有一小於第一峰值載體濃度之第二峰值載體濃度。在某些實施例中，第二碳化矽區域可提供蕭特基接觸之電阻接合。在其他實施例中，第二碳化矽區域可提供蕭特基接觸之蕭特基接合。
在本發明之額外實施例中，漂移區域包含n型碳化矽，且第一區域及第二區域包含p型碳化矽。第二碳化矽區域可延伸至漂移區域中約0.01至約0.5μm，且第一碳化矽區域可延伸至漂移區域中約0.1至約1μm。在本發明之特定實施例中，第二碳化矽區域具有約1×1015cm－3至約5×1018Cm－3之表面摻雜濃度。
在本發明之其他實施例中，漂移區域包含第一n型碳化矽磊晶層。亦可提供具有大於第一n型碳化矽磊晶層之載體濃度的載體濃度之n型碳化矽基板。第一n型碳化矽磊晶層可安置於n型碳化矽基板上。
在本發明之其他實施例中，提供第二n型碳化矽磊晶層安置於第一碳化矽磊晶層與n型碳化矽基板之間。第二n型碳化矽磊晶層具有比第一n型碳化矽磊晶層更高之載體濃度。
在本發明之額外實施例中，歐姆接觸提供於碳化矽基板上且與第一n型碳化矽磊晶層相對。亦可提供圍繞碳化矽接合障礙區域之複數個浮場圈。
本發明之某些實施例提供碳化矽蕭特基二極體及製造碳化矽蕭特基二極體之方法，該等碳化矽蕭特基二極體包括一碳化矽漂移區域、一位於該碳化矽漂移區域上之蕭特基接觸、一安置於二極體之碳化矽漂移區域中之碳化矽接合障礙區域、及安置於碳化矽接合障礙區域與蕭特基接觸之間的絕緣層。
現將參看其中展示本發明之實施例的隨附圖式於下文較充分地描述本發明。然而，不應將本發明解釋為限制於本文中所陳述之實施例。相反，此等實施例經提供以致本揭示案將徹底且完整的，且將充分傳達本發明之範疇至熟習此項技術者。在圖式中，為清楚起見而放大層及區域之厚度。相同數字在全文中係指相同元件。如本文中所使用，術語"及/或"包括所陳列相關聯項目之一或多者之任何或所有組合。
本文中所使用之術語僅用於描述特定實施例且非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式"一"及"該"亦意欲包括複數形式，除非本文另外清楚指示。進一步將瞭解當術語"包含"用於本說明書中時，其規定所陳述特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但是不排除存在一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其組合或添加一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其組合。
將瞭解，當諸如層、區域或基板之元件稱作"在另一元件上部"或延伸於"另一元件上"時，其可直接位於或直接延伸於其他元件上或亦可存在介入元件。相反，當元件稱作"直接在另一元件上"或"直接延伸於另一元件上"時，則不存在介入元件。亦將瞭解，當一元件稱作"連接至"或"耦接至"另一元件時，其可直接連接或耦接至其他元件或可存在介入元件。相反，當元件稱作"直接連接至"或"直接耦接至"另一元件時，則不存在介入元件。在整個說明書中，相同數字係指相同元件。
將瞭解，雖然術語"第一"、"第二"等可用於本文中以描述各種元件、組件、區域、層及/或區段，但是此等元件、組件、區域、層及/或區段不應受到此等術語限制。此等術語僅用於區分一元件、組件、區域、層或區段與另一區域、層或區段。因此，在不偏離本發明之教示的情況下以下所論述之第一元件、組件、區域、層或區段可稱作第二元件、組件、區域、層或區段。
此外，諸如"下部"或"底部"及"上部"或"頂部"之相對術語可用於本文中以描述如圖式中所說明之一元件與另一元件之關係。應瞭解，除了圖式中所描繪之定向，相對術語意欲涵蓋裝置之不同定向。舉例而言，若倒轉圖式中之裝置，則描述為在其他元件之"下部"側上之元件將定向為在其他元件之"上部"側上。因此例示性術語"下部"可取決於圖式之特定定向而涵蓋"下部"及"上部"定向兩者。類似地，若倒轉該等圖式其中之一之裝置，則描述為在其他元件"下方"或"以下"之元件將定向於其他元件之"上方"。例示性術語"在......下方"或"在......以下"可因此涵蓋上方及下方定向兩者。此外，術語"外部"可用於指遠離基板之表面及/或層。
此處參看為本發明之理想實施例之示意性說明的橫截面說明來描述本發明之實施例。因此，將預期由於(例如)製造技術及/或公差而導致之形狀的變化。因此，不應將本發明之實施例解釋為限於本文中所說明之特定區域形狀，而是將包括由於(例如)製造而導致之形狀偏離。舉例而言，圖示為矩形之經蝕刻區域通常將具有錐形、圓形或彎曲特徵。因此，圖式中所說明之區域本質上為示意性的，且其形狀並非意欲說明裝置區域之精確形狀且並非意欲限制本發明之範疇。
除非另外界定，本文中所使用之所有術語(包括技術及科學術語)具有如普通熟習此項技術者(本發明屬於此項技術)通常所瞭解之相同含義。將進一步瞭解，諸如通用字典中所界定之此等術語應理解為具有與其在相關技術及本揭示案之內容中含義一致之含義且不應以理想化或過度正式意義來理解，除非本文中明確地如此界定。
熟習此項技術者亦將瞭解參考"鄰近"一特徵而安置之另一結構或特徵可具有重疊或下伏該鄰近特徵之部分。
本發明之實施例提供阻斷JBS結構中內建PiN二極體之電流傳導的整體結構。如本文中所使用，整體結構為形成於提供蕭特基二極體之半導體材料中及/或其上之一結構。在本發明之某些實施例中，此藉由併入與PiN二極體串聯之蕭特基二極體來實現，其中該蕭特基二極體與PiN二極體方向相反。
圖3中示意性說明根據本發明之某些實施例之例示性裝置。然而，不應將本發明之實施例解釋為限於本文中所描述之特定例示性實施例，而是可包括提供具有本文中所描述之特徵之二極體的任何適合結構。
轉向圖3，根據本發明之某些實施例之蕭特基二極體300包括碳化矽(SiC)基板310。該基板310可為n＋SiC基板。適合之基板可自Durham,NC之Cree公司購得。在本發明之特定實施例中，基板310為4H SiC基板，儘管可利用其他多型體。在本發明之某些實施例中，基板310之摻雜濃度可至少約1×101 8 cm－ 3 。
視情況，第一碳化矽磊晶層312可提供於基板210與第二碳化矽磊晶層314(其提供裝置之漂移區域)之間之基板310上。在本發明之某些實施例中，第一碳化矽磊晶層312可為相對薄的(約0.5 μm)n＋SiC磊晶層。在本發明之某些實施例中，第一碳化矽磊晶層312之摻雜濃度可至少約1×101 8 cm－ 3 。用於形成磊晶碳化矽層之技術對熟習此項技術者係已知的且在本文中不需再進一步描述。
第二碳化矽磊晶層314提供於第一碳化矽磊晶層312上。在本發明之某些實施例中，第二碳化矽磊晶層為提供二極體300之漂移區域之n－SiC磊晶層。在本發明之某些實施例中，第二碳化矽磊晶層314包含具有約1×101 5 cm－ 3 至約1×101 7 cm－ 3 摻雜濃度之n型碳化矽且具有約2 μm至約20 μm之厚度。在本發明之特定實施例中，n－SiC磊晶層314對於600 V產物為約5 μm厚且對於1200 V產物為約13 μm厚。
與漂移區域相對傳導率類型之第一及第二碳化矽區域316及317提供於第二碳化矽磊晶層314中，以提供接合障礙區域。在本發明之某些實施例中，該接合障礙區域經提供作為接合障礙柵格。將參考接合障礙柵格描述本發明之例示性實施例，然而，不應將接合障礙區域解釋限於柵格配置。在本發明之特定實施例中，碳化矽區域316及317為p型碳化矽。視情況，p型碳化矽區域318亦可提供於第二碳化矽磊晶層314中以提供浮場圈。第一碳化矽區域316可自表面延伸至約0.1至約1 μm之深度，且在某些實施例中延伸至第二碳化矽磊晶層314中至約0.5 μm之深度。第二碳化矽區域317可自表面延伸約0.01至約0.5 μm之深度，且在某些實施例中延伸至第二碳化矽磊晶層314中至約0.2 μm之深度。當二極體300經反向偏壓時，第二碳化矽區域317之深度應足夠深以允許形成第二碳化矽區域317之優質蕭特基接觸，但是不應過深而實質上減少由圍繞第一碳化矽區域316之耗盡區域所提供之阻斷能力。
第一及第二碳化矽區域316及317提供接合障礙柵格。亦可提供第三碳化矽區域以提供浮場圈區域318。如圖3中所說明，可包括第一熱氧化層319及第二沉積氧化層321之氧化層320可提供於浮場圈區域318上及接合障礙柵格之外部部分上。蕭特基接觸322提供於接合障礙柵格上且可延伸於氧化層320上。歐姆接觸324提供於SiC基板310上。
第一碳化矽區域316可以約1×101 9 至約1×102 1 cm－ 3 之摻雜濃度來植入，且其在活化之後可產生大於1×101 8 cm－ 3 之載體濃度。第二碳化矽區域317以低於第一碳化矽區域316之摻雜濃度(例如，約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 )來植入，其在活化之後提供約1×101 7 cm－ 3 或以下之載體濃度。第一區域316及第二區域317中之p型植入總劑量應足夠大以使得當二極體300反向偏壓時第一區域316及第二區域317未完全耗盡。
本發明之某些實施例提供具有不同植入劑量之至少兩植入區域。植入劑量係指植入區域之峰值濃度。此等區域可在可由於在碳化矽之內埋區域植入而自然產生之摻雜濃度變化上不同。因此，如本文中所使用，具有不同植入劑量之植入區域係指由具有不同植入能量及不同植入劑量之至少兩植入步驟來提供之區域，其中該劑量相差多於一差異(該差異補償不同植入能量)。
浮場圈區域318可以約1×101 9 至約1×102 1 cm－ 3 之摻雜濃度來植入，且其在活化之後可產生大於1×101 8 cm－ 3 之載體濃度。雖然浮場圈區域318經說明為大體上均一摻雜濃度之單一區域，但是其可為不同摻雜濃度之多個區域，例如可與接合障礙柵格同時形成且因此，可具有與第一區域316及第二區域317相同之摻雜分佈。
藉由提供第二碳化矽區域317，可降低植入接合障礙柵格之表面濃度使得蕭特基接合經提供至第二碳化矽。磊晶層314之蕭特基接觸金屬322可用作第二碳化矽區域317之蕭特基接觸金屬。相反，在諸如以上參看圖1所描述之習知SiC中之JBS二極體中，當大體上均一之摻雜提供於接合障礙柵格中時，不良品質之歐姆接觸形成於接合障礙柵格與蕭特基接觸之間。不良品質歐姆接觸不提供如高品質歐姆接觸將提供之線性I－V曲線，但是亦不提供與蕭特基二極體之反向偏壓阻斷相關聯之I－V曲線中的尖銳拐點。因此，雖然如以上參看圖1所描述之習知JBS二極體中之接觸不可提供理想歐姆接觸至接合障礙柵格，但是所提供之接觸通常不提供足夠之阻斷特徵來防止電流流過內建PiN二極體。藉由降低蕭特基接觸接觸接合障礙柵格之表面處的摻雜濃度，可如以下參看圖4C所描述來提供接合障礙柵格之蕭特基接觸的形成，其中該接合障礙柵格提供所要之阻斷特徵來防止電流流過內建PiN二極體。藉由防止電流流過內建PiN二極體，可抑制少數載體射入，此可減少反向恢復電荷且進而減少二極體之反向恢復時間。
在某些實施例中，接合障礙柵格之區域316及317包括約0.5至約5 μm寬且間隔約2至約10 μm之p型植入區域的柵格。在特定實施例中，p型植入區域之柵格為約1.5 μm寬且間隔約4 μm。p型植入可為均一或非均一間隔且可具有均一或非均一大小，或可為均一或非均一間隔及均一或非均一大小之組合。
此外，如圖3中所說明，接合障礙柵格可由周邊區域315圍繞，該周邊區域315之大小不同於接合障礙柵格之中心部分之大小。因此，在本發明之某些實施例中，接合障礙柵格可包括由周邊p型植入區域所圍繞之均一大小及間隔植入，該周邊p型植入區域使均一大小之植入彼此連接。在某些實施例中，周邊植入可為約2至約30 μm寬，且在特定實施例中為約15 μm寬。可使接合障礙柵格之此周邊區域比其他部分更寬以允許製造變化，以便確保蕭特基接觸將接觸圍繞柵格之整個周邊的柵格。
接合障礙柵格中之區域數目可基於裝置之作用區域之大小及接合障礙柵格之區域316及317之大小及間隔來變化。因此，本發明之實施例並非限於接合障礙區域之特定大小及間隔，因為其可為取決於裝置大小、摻雜、植入深度等而為裝置特定的。然而，通常，區域316及317之大小及間隔可填充裝置之作用區域且經選擇以提供低的通態電阻及高的反向偏壓阻斷電壓。選擇接合障礙柵格區域之大小及間隔之考慮對於熟習此項技術者係已知的，且因此在本文中不需進一步描述。
植入浮場圈318可為均一或非均一大小及/或間隔。在本發明之某些實施例中，浮場圈318為約1.0 μm至約5.0 μm寬且間隔約0.1 μm至約5 μm。在特定實施例中，浮場圈318為約2.75 μm寬且間隔約1.75 μm。可提供約1至約80個浮場圈318，且在某些實施例中可提約4個浮場圈318。
雖然已參看提供裝置之邊緣終端之浮場圈來描述本發明之實施例，但是亦可提供其他邊緣終端技術。因此，在本發明之其他實施例中，可提供如標題為"Epitaxial Edge Terminatipn fpr Silicon Carbide Schottky Devices and Methpds pf Fabricating Silicon Carbide Devices IncprppratingSame"之美國專利第6,573,128號及/或標題為"Multiple floating guard ring edge termination for silicpncarbide devices and methods of fabricating silicon carbide devices incorporating same"之美國專利公開案US 2004－0135153 A1中所描述之二極體300之邊緣終端，該等揭示內容以全文引用方式併入本文中。
雖然已參看區域317與形成蕭特基接合之蕭特基接觸金屬322之間之接合來描述本發明之實施例，但是在本發明之某些實施例中，高電阻歐姆接觸可形成於區域317與蕭特基接觸322之間。因此，在本發明之某些實施例中，少數載體射入可藉由增加經過p型區域317及318之路徑之電阻來抑制，使得p－n接合未接通或經過內建p－n接合二極體之路徑並非主要電流傳導路徑。
圖4A至圖4E為習知JBS二極體(圖4A)及根據本發明之實施例(諸如圖3之JBS二極體300及圖7之JBS二極體700)之JBS二極體(圖4B至圖4E)的等效電路示意圖。如在圖4A中可見，習知JBS二極體可視作與PiN二極體D2平行之蕭特基二極體D1。如以上所論述，在4H－SiC中，當正向偏壓時，蕭特基二極體D1在約1.1 V處接通，且PiN二極體D2可在約2.6 V處接通且變成裝置之主要電流源。
如在圖4B之等效電路中可見，本發明之實施例可提供與PiN二極體D4串聯之整體電流阻斷結構400，且該串聯組合與n型漂移區域之蕭特基接觸所提供之蕭特基二極體D3平行。當二極體D3正向偏壓時，阻斷結構400阻斷電流流過PiN二極體D4。當施加反向偏壓至該結構時，二極體D3及D4將處於反向偏壓。沒有電流將流過二極體D3及D4，因為二極體D4經反向偏壓，且將二極體D3及D4之陽極彼此非常靠近地固定。因此，來自二極體D4之耗盡區域如在習知JBS二極體中一樣屏蔽二極體D3。
如在圖4C之等效電路中可見，本發明之某些實施例可提供蕭特基二極體D5以作為與PiN二極體D4串聯之電流阻斷結構400，且該串聯組合平行於n型漂移區域之蕭特基接觸所提供之蕭特基二極體D3。當二極體D3正向偏壓時，二極體D5經反向偏壓且阻斷電流流過PiN二極體D4。只有當二極體D5擊穿且崩潰時，電流可流過二極體D4。此可要求非常大的正向偏壓。然而，在此正向偏壓處，流過二極體D3之電流密度極其高，且功率耗散可比可破壞裝置之封裝的能力大得多。因此，二極體D5之擊穿可不為裝置故障之限制因素，且內建PiN接合二極體D4將不接通。
當施加反向偏壓至該結構時，二極體D3及D4將處於反向偏壓中，且二極體D5將處於正向偏壓。沒有電流將流過二極體D3及D4，因為二極體D4係反向偏壓，且將二極體D3及D4之陽極彼此非常靠近地固定。因此，來自二極體D4之耗盡區域如在習知JBS二極體中一樣屏蔽二極體D3。
因此，本發明之實施例可提供阻斷JBS結構中之內建PiN二極體之電流傳導的結構。舉例而言，可藉由形成接合障礙柵格之植入區域的蕭特基接觸來提供之蕭特基二極體D5可提供與二極體成一體之構件以用於阻斷接合障礙柵格之內建pn接合之電流傳導。
如在圖4D之等效電路中可見，本發明之某些實施例可提供串聯電阻R1作為與PiN二極體D4串聯之電流阻斷結構400，且該串聯組合平行於n型漂移區域之蕭特基接觸所提供之蕭特基二極體D3。當二極體D3正向偏壓時，該串聯電阻R1增強經過二極體D4之電流傳導路徑之電阻且阻斷電流流過PiN二極體D4。當施加反向偏壓至該結構時，二極體D3及D4將處於反向偏壓，且二極體D5將處於正向偏壓。沒有電流將流過二極體D3及D4，因為二極體D4係反向偏壓，且將二極體D3及D4之陽極彼此非常靠近地固定。因此，來自二極體D4之耗盡區域如在習知JBS二極體中一樣屏蔽二極體D3。
因此，本發明之實施例可提供阻斷JBS結構中之內建PiN二極體之電流傳導的結構。舉例而言，可藉由形成接合障礙柵格之植入區域的高電阻接觸來提供之串聯電阻R1可提供與二極體成一體之構件以用於阻斷接合障礙柵格之內建pn接合之電流傳導。
如在圖4E之等效電路中可見，本發明之某些實施例可提供串聯電容C1作為與PiN二極體D4串聯之電流阻斷結構400，且該串聯組合平行於n型漂移區域之蕭特基接觸所提供之蕭特基二極體D3。當二極體D3在穩定狀態中正向偏壓時，該串聯電容C1在經過二極體D4之電流傳導路徑中呈現斷路且阻斷電流流過PiN二極體D4。當施加反向偏壓至該結構時，二極體D3及D4將處於反向偏壓中，且二極體D5將處於正向偏壓。將沒有電流流過二極體D3及D4，因為二極體D4係反向偏壓，且將二極體D3及D4之陽極彼此非常靠近地固定。因此，來自二極體D4之耗盡區域如在習知JBS二極體中一樣屏蔽二極體D3。
因此，本發明之實施例可提供阻斷JBS結構中內建PiN二極體之電流傳導的結構。舉例而言，可藉由在接合障礙柵格之植入區域與蕭特基接觸之間形成絕緣層來提供之串聯電容C1可提供與二極體成一體之構件，以用於阻斷接合障礙柵格之內建pn接合之電流傳導。
現將參看圖5A至圖5E來描述二極體(諸如圖3中所說明之二極體)的製造。圖5A至圖5E說明接合障礙柵格之形成，然而，如熟習此項技術者將瞭解，在形成邊緣終端時可執行類似操作。如在圖5A中可見，n－磊晶層314生長於n＋4H－SiC基板310上。n－磊晶層314之厚度及摻雜濃度可如以上參看圖3所描述一樣。此外，可選擇之n＋磊晶層312可提供於基板310與n－磊晶層314之間。用於形成碳化矽磊晶層之技術對於熟習此項技術者係已知的，且因此在本文中無需進一步描述。
圖5B說明具有對應於接合障礙柵格之位置之開口的植入遮罩500的形成及圖案化。使用第一植入能量執行第一植入以提供第一碳化矽區域316，且使用比第一植入能量少之第二植入能量執行第二植入以提供第二碳化矽區域317。或者，可提供單一植入，其中植入之分佈導致形成安置於n－磊晶層314中之p＋區域及延伸至n－磊晶層314之表面之p或p－區域。亦可使用兩個以上植入。
對於為了提供第一區域316及第二區域317之p型植入而言，可選擇性植入諸如鋁及硼之p型物種。離子植入溫度可介於0℃至約1300℃之間，且用於植入之遮罩類型可包括光阻及/或PECVD氧化物。植入之總劑量(＝∫NA (x)dx)應至少為1×101 3 cm－ 2 以防止擊穿阻斷狀態，且植入區域之表面濃度應為1×101 5 cm－ 3 至5×101 8 cm－ 3 。較低濃度將導致p型蕭特基二極體之較高阻斷電壓。p型植入亦可用於形成邊緣終端結構，諸如以上所描述之浮護圈結構。舉例而言，鋁離子可以以下進程來植入：在30 keV時6e12 cm－ 2 ，在80 keV時1.6e13 cm－ 2 ，在180 keV時3.2e14 cm－ 2 。
植入之後，晶圓在介於約1300℃至約1800℃之間的溫度下退火以活化植入及退火缺陷。應控制退火環境以便可避免表面粗糙。舉例而言，活化退火環境可為Ar及SiH4 之混合物。另外或其他，晶圓表面可由石墨或AlN之毯覆式沉積來覆蓋以在退火期間提供表面保護。
圖5C說明背側歐姆接觸之形成。植入活化之後，清洗晶圓，且一薄金屬層沉積於背側上以提供背側歐姆接觸324。金屬層之厚度可介於約100至3000之間。該金屬可包括Ni、NiCr、Cr、Al及/或Ti。在本發明之特定實施例中，Ni用作背側金屬。在金屬沉積之後，晶圓在惰性環境(Ar、氮及/或合成氣體)中經受接觸退火。接觸退火溫度可介於約600℃至約1200℃之間。
圖5D說明蕭特基接觸322之形成。沉積且圖案化正側蕭特基接觸322。此沉積及圖案化如以上參看圖3所論述可包括在磊晶層314上形成熱氧化物，且在熱氧化物上沉積氧化物。蕭特基接觸322之開口可形成於氧化物結構上以暴露磊晶層314包括植入316及317之區域。蕭特基金屬沉積於氧化物及磊晶層314之經暴露部分上，且接著經圖案化以提供蕭特基接觸322。
在本發明之某些實施例中，Ti及/或Ni可用作接觸金屬。蕭特基接觸322之厚度可介於約500至5000之間，且蕭特基接觸可在介於約200℃至約800℃之溫度下退火。在整流接觸提供於蕭特基接觸322與區域316及317之間之本發明之實施例中，應注意整流接觸形成於n區域及p植入兩者上。舉例而言，溫度不應超過規定範圍以防止可導致非整流接觸之金屬尖峰形成。
圖5E說明可選擇金屬上覆層520及530之形成。在形成蕭特基接觸322之後，適合之金屬層可沉積於晶圓之兩側上。晶圓之背側可具備適合焊接之Ti/Ni/Ag或Ti/Pt/Au的金屬上覆層530。晶圓之正側可具備適合引線結合之A1或Ti/Pt/Au之金屬上覆層520。
圖6為根據本發明之某些實施例之JBS二極體的I－V曲線。JBS二極體具有0.045 cm2 之作用區。p＋ 柵格為約1.5 μm寬，且柵格之間的間隔為約4 μm。該裝置具有約383個柵格條紋。磊晶層314具有約5×101 5 cm－ 3 之摻雜濃度及5.5 μm之厚度。第一植入區域316具有約4×101 9 cm－ 3 之摻雜濃度且在磊晶層314中延伸0.2 μm至0.4 μm，且第二植入區域317具有約2×101 7 cm－ 3 之摻雜濃度且自磊晶層314之表面延伸至磊晶層314中0.2 μm。在10 V正向偏壓處，提供60 A(＝1.3 kA/cm2 )之正向電流。I－V特徵未展示pn接合接通之標記。超過5 V之偏壓的正向電流受到載體速度飽和之限制。
圖7為根據本發明之其他實施例之接合障礙蕭特基二極體700的橫截面。如圖可見，可藉由習知植入p型區域或藉由以上所描述之植入區域316及317來提供接合障礙區域716，且絕緣體區域720提供於接合障礙區域716與蕭特基接觸金屬322之間。絕緣體區域720(例如)藉由遮罩及蝕刻氧化層320或在沉積第二沉積氧化層321之前遮罩及蝕刻第一熱氧化層319來提供。或者，藉由(例如)毯覆式沉積、遮罩及蝕刻、選擇性沉積及/或生長、剝離技術或熟習此項技術者已知之其他技術，獨立絕緣體材料可形成於接合障礙區域716上。絕緣體區域720可為任何適合之絕緣體材料，諸如TnO2 、SiO2 、SiN、氮氧化物或其類似物。絕緣體區域720可安置於植入接合障礙區域716上以阻斷接合障礙區域716與蕭特基接觸金屬322之間之電流傳導。
在圖式及說明書中已揭示本發明之典型實施例，且雖然已利用特定術語，但是其僅用於一般且描述性意義且並非限制之目的，本發明範疇闡述於以下申請專利範圍中。
10．．．基板
12．．．磊晶層
14．．．磊晶層
16．．．p型植入
18．．．第一熱氧化層
20．．．第二沉積氧化層
22．．．蕭特基接觸
24．．．歐姆接觸
300．．．蕭特基二極體
310．．．基板
312．．．磊晶層
314．．．磊晶層
315．．．周邊區域
316．．．第一碳化矽區域
317．．．第二碳化矽區域
318．．．浮場圈區域
319．．．第一熱氧化層
320．．．氧化層
321．．．第二沉積氧化層
322．．．蕭特基接觸
324．．．歐姆接觸
400．．．電流阻斷結構
500．．．植入遮罩
520．．．金屬上覆層
530．．．金屬上覆層
700．．．接合障礙蕭特基二極體
716．．．接合障礙區域
720．．．絕緣體區域
圖1為習知JBS二極體之例示性I－V曲線。
圖2為習知SiC接合障礙蕭特基二極體之橫截面圖。
圖3為根據本發明之某某些實施例之SiC接合障礙蕭特基二極體的橫截面圖。
圖4A為習知JBS二極體之等效電路。
圖4B為根據本發明之實施例之JBS二極體的等效電路。
圖4C為根據本發明之實施例之提供阻斷蕭特基接合之JBS二極體的等效電路。
圖4D為根據本發明之實施例之提供高電阻接合之JBS二極體的等效電路。
圖4E為根據本發明之實施例之提供阻斷絕緣體之JBS二極體的等效電路。
圖5A至圖5E為說明製造根據本發明之某些實施例之JBS二極體的橫截面圖。
圖6為根據本發明之某些實施例之JBS二極體的I－V曲線。
圖7為根據本發明之某些實施例之SiC接合障礙蕭特基二極體之橫截面圖。
300．．．蕭特基二極體
310．．．基板
312．．．磊晶層
314．．．磊晶層
315．．．周邊區域
316．．．第一碳化矽區域
317．．．第二碳化矽區域
318．．．浮場圈區域
319．．．第一熱氧化層
320．．．氧化層
321．．．第二沉積氧化層
322．．．蕭特基接觸
324．．．歐姆接觸

Claims (61)

  1. 一種碳化矽蕭特基二極體，包含：一碳化矽漂移區域；一蕭特基接觸，其位於該碳化矽漂移區域上；及一碳化矽接合障礙區域，其安置於該二極體之該碳化矽漂移區域中，該接合障礙區域包含：一第一碳化矽區域，其在該二極體之該漂移區域中具有一第一摻雜濃度；及一第二碳化矽區域，其位於該漂移區域中且安置於該第一碳化矽區域與該蕭特基二極體之該蕭特基接觸之間，且與該第一碳化矽區域及該蕭特基接觸電接觸，該第二碳化矽區域具有一小於該第一摻雜濃度之第二摻雜濃度且形成一具有該蕭特基接觸之蕭特基整流接合。
  2. 如請求項1之碳化矽蕭特基二極體，其中該漂移區域包含n型碳化矽，且該第一區域及該第二區域包含p型碳化矽。
  3. 如請求項2之碳化矽蕭特基二極體，其中該第二碳化矽區域延伸至該漂移區域中約0.01至約0.5 μm，且該第一碳化矽區域延伸至該漂移區域中約0.1至約1 μm。
  4. 如請求項2之碳化矽蕭特基二極體，其中該第二碳化矽區域具有約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 之一表面摻雜濃度。
  5. 如請求項2之碳化矽蕭特基二極體，其中該漂移區域包含一第一n型碳化矽磊晶層。
  6. 如請求項5之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含一n型碳化矽基板，其具有一大於該第一n型碳化矽磊晶層之該載體濃度之載體濃度，該第一n型碳化矽磊晶層安置於該n型碳化矽基板上。
  7. 如請求項6之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含一安置於該第一碳化矽磊晶層與該n型碳化矽基板之間之第二n型碳化矽磊晶層，該第二n型碳化矽磊晶層具有一比該第一n型碳化矽磊晶層更高的載體濃度。
  8. 如請求項6之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含一位於該碳化矽基板上且與該第一n型碳化矽磊晶層相對之歐姆接觸。
  9. 如請求項1之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含圍繞碳化矽接合障礙區域之複數個浮場圈。
  10. 一種碳化矽接合障礙蕭特基(JBS)二極體，其包含：一碳化矽漂移區域；一碳化矽接合障礙區域，其安置於該碳化矽漂移區域中且延伸至該漂移區域之一表面，該接合障礙區域提供一內建pn接合；及與該二極體成一體之阻斷構件，其用於阻斷該接合障礙區域之該內建pn接合之電流傳導。
  11. 如請求項10之碳化矽JBS二極體，其進一步包含：一蕭特基接觸，其位於該碳化矽漂移區域上；及其中該用於阻斷該接合障礙區域之該內建pn接合之電流傳導的與該二極體成一體之構件包含一串聯於該接合障礙區域之該內建pn接合與該JBS二極體之該蕭特基接觸之間的蕭特基二極體，當該內建pn接合為正向偏壓時，該蕭特基二極體為反向偏壓。
  12. 如請求項11之碳化矽JBS二極體，其中該蕭特基二極體包含一位於該蕭特基接觸與該接合障礙區域之間之蕭特基接合，當該JBS二極體為正向偏壓時，該蕭特基接合充分整流以阻斷電流流過該內建pn接合。
  13. 如請求項12之碳化矽JBS二極體，其中該接合障礙區域包含位於一n型碳化矽漂移區域中之p型碳化矽區域。
  14. 如請求項13之碳化矽JBS二極體，其中該等p型碳化矽區域具有約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 之一表面摻雜濃度。
  15. 如請求項14之碳化矽JBS二極體，其中該等p型碳化矽區域在該等p型碳化矽區域之該表面下方一深度處具有一比在該等p型碳化矽區域之該表面處更高之摻雜濃度。
  16. 如請求項12之碳化矽JBS二極體，其中該等p型碳化矽區域包含：一第一p型碳化矽區域，其在該二極體之該n型漂移區域中具有一第一摻雜濃度；及一第二p型碳化矽區域，其位於該n型漂移區域中且安置於該第一p型碳化矽區域與該JBS二極體之該蕭特基接觸之間，且與該第一p型碳化矽區域及該蕭特基接觸電接觸，該第二p型碳化矽區域具有一小於該第一摻雜濃度之第二摻雜濃度且形成一具有該蕭特基接觸之蕭特基整流接合。
  17. 如請求項10之碳化矽JBS二極體，其進一步包含：一蕭特基接觸，其位於該碳化矽漂移區域上；及其中該用於阻斷該接合障礙區域之該內建pn接合之電流傳導的與該二極體成一體之構件包含一位於該接合障礙區域之該內建pn接合與該JBS二極體之該蕭特基接觸之間的串聯電阻，該串聯電阻由在該二極體之該n型漂移區域中具有一第一摻雜濃度之一第一p型碳化矽區域來提供；及一第二p型碳化矽區域，其位於該n型漂移區域中且安置於該第一p型碳化矽區域與該JBS二極體之該蕭特基接觸之間，且與該第一p型碳化矽區域及該蕭特基接觸電接觸，該第二p型碳化矽區域具有一小於該第一摻雜濃度之第二摻雜濃度且形成一具有該蕭特基接觸之電阻接觸。
  18. 如請求項10之碳化矽JBS二極體，其進一步包含：一蕭特基接觸，其位於該碳化矽漂移區域上；及其中該用於阻斷該接合障礙區域之該內建pn接合之電流傳導的與該二極體成一體之構件包含一安置於該接合障礙區域與該JBS二極體之該蕭特基接觸之間的絕緣層。
  19. 一種製造一碳化矽蕭特基二極體之方法，其包含在該碳化矽蕭特基二極體之一漂移區域中形成一接合障礙區域，該接合障礙區域經形成以在該蕭特基二極體之一蕭特基接觸與該接合障礙區域之間具有一蕭特基接合，當該蕭特基接觸二極體正向偏壓時，該蕭特基接合經充分整流以阻斷電流流過一位於該接合障礙區域與該漂移區域之間之內建pn接合。
  20. 如請求項19之方法，其中形成一接合障礙區域包含在一n型碳化矽層中植入p型摻雜劑以在一n型碳化矽漂移區域中提供p型碳化矽區域。
  21. 如請求項20之方法，其中植入p型摻雜劑包含植入p型摻雜劑以提供具有約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 之一表面摻雜濃度的p型碳化矽區域。
  22. 如請求項21之方法，其中植入p型摻雜劑進一步包含植入p型摻雜劑以提供p型碳化矽區域，其在該等p型碳化矽區域之該表面下方一深度處具有一比在該等p型碳化矽區域之該表面處更高的摻雜濃度。
  23. 如請求項22之方法，其中形成一接合障礙區域包含：在該二極體之該n型漂移區域中形成一第一p型碳化矽區域，該第一p型碳化矽區域經形成以具有一第一摻雜濃度；及形成一第二p型碳化矽區域，其位於該n型漂移區域中且安置於該第一p型碳化矽區域與該蕭特基二極體之一蕭特基接觸之間且與該第一p型碳化矽區域及該蕭特基接觸電接觸，該第二p型碳化矽區域經形成以具有一小於該第一摻雜濃度之第二摻雜濃度且經形成以提供一具有該蕭特基接觸之蕭特基整流接合。
  24. 如請求項23之方法，其中該第二p型碳化矽區域經形成以延伸至該漂移區域中約0.01至約0.5 μm，且該第一p型碳化矽區域經形成以延伸至該漂移區域中約0.1至約1 μm。
  25. 如請求項23之方法，其中該第二p型碳化矽區域經形成以具有約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 之一表面摻雜濃度。
  26. 如請求項23之方法，其進一步包含形成一n型碳化矽磊晶層以提供該n型漂移區域。
  27. 如請求項26之方法，其中形成一n型碳化矽磊晶層包含在一n型碳化矽基板上形成一第一n型碳化矽磊晶層，該n型碳化矽基板具有一大於該第一n型碳化矽磊晶層之該載體濃度之載體濃度。
  28. 如請求項27之方法，其進一步包含形成一安置於該第一n型碳化矽磊晶層與該n型碳化矽基板之間之第二n型碳化矽磊晶層，該第二n型碳化矽磊晶層具有一比該第一n型碳化矽磊晶層更高的載體濃度。
  29. 如請求項27之方法，其進一步包含形成一位於該碳化矽基板上且與該第一n型碳化矽磊晶層相對之歐姆接觸。
  30. 如請求項23之方法，其進一步包含形成圍繞碳化矽接合障礙區域之複數個浮場圈。
  31. 一種碳化矽蕭特基二極體，包含：一碳化矽漂移區域；一蕭特基接觸，其位於該碳化矽漂移區域上；及一碳化矽接合障礙區域，其安置於該二極體之該碳化矽漂移區域中，該接合障礙區域包含：一第一碳化矽植入區域，其位於該二極體之該漂移區域中且具有一第一峰值載體濃度；及一第二碳化矽植入區域，其位於該漂移區域中且安置於該第一碳化矽區域與該蕭特基二極體之該蕭特基接觸之間，且與該第一碳化矽區域及該蕭特基接觸電接觸，該第二碳化矽區域具有一小於該第一峰值載體濃度之第二峰值載體濃度。
  32. 如請求項31之碳化矽蕭特基二極體，其中該第二植入區域形成該蕭特基接觸之一電阻接合。
  33. 如請求項31之碳化矽蕭特基二極體，其中該第二植入區域形成該蕭特基接觸之一蕭特基接合。
  34. 如請求項31之碳化矽蕭特基二極體，其中該漂移區域包含n型碳化矽，且該第一區域及該第二區域包含p型碳化矽。
  35. 如請求項34之碳化矽蕭特基二極體，其中該第二碳化矽區域延伸至該漂移區域中約0.01至約0.5 μm，且該第一碳化矽區域延伸至該漂移區域中約0.1至約1 μm。
  36. 如請求項34之碳化矽蕭特基二極體，其中該第二碳化矽區域具有約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 之一表面摻雜濃度。
  37. 如請求項31之碳化矽蕭特基二極體，其中該漂移區域包含一第一n型碳化矽磊晶層，且進一步包含一具有一大於該第一n型碳化矽磊晶層之一載體濃度的載體濃度之n型碳化矽基板，該第一n型碳化矽磊晶層安置於該n型碳化矽基板上。
  38. 如請求項37之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含一安置於該第一碳化矽磊晶層與該n型碳化矽基板之間之第二n型碳化矽磊晶層，該第二n型碳化矽磊晶層具有一比該第一n型碳化矽磊晶層更高的載體濃度。
  39. 如請求項37之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含一位於該碳化矽基板上且與該第一n型碳化矽磊晶層相對之歐姆接觸。
  40. 一種製造一碳化矽蕭特基二極體之方法，包含：形成一碳化矽漂移區域；在該碳化矽漂移區域上形成一蕭特基接觸；及形成一安置於該二極體之該碳化矽漂移區域中之碳化矽接合障礙區域，該接合障礙區域包含：一第一碳化矽植入區域，其位於該二極體之該漂移區域中且具有一第一峰值載體濃度；及一第二碳化矽植入區域，其位於該漂移區域中且安置於該第一碳化矽區域與該蕭特基二極體之該蕭特基接觸之間，且與該第一碳化矽區域及該蕭特基接觸電接觸，該第二碳化矽區域具有一小於該第一峰值載體濃度之第二峰值載體濃度。
  41. 如請求項40之方法，其中該漂移區域包含n型碳化矽，且該第一區域及該第二區域包含p型碳化矽。
  42. 如請求項41之方法，其中該第二碳化矽區域延伸至該漂移區域中約0.01至約0.5 μm，且該第一碳化矽區域延伸至該漂移區域中約0.1至約1 μm。
  43. 如請求項44之方法，其中該第二碳化矽區域具有約1×101 5 cm－ 3 至約5×101 8 cm－ 3 之一表面摻雜濃度。
  44. 如請求項41之方法，其中形成一碳化矽漂移區域包含在一n型碳化矽基板上形成一第一n型碳化矽磊晶層，該n型碳化矽基板具有一大於該第一n型碳化矽磊晶層之一載體濃度的載體濃度。
  45. 如請求項44之方法，其進一步包含形成一安置於該第一碳化矽磊晶層與該n型碳化矽基板之間之第二n型碳化矽磊晶層，該第二n型碳化矽磊晶層具有一比該第一n型碳化矽磊晶層更高的載體濃度。
  46. 如請求項40之方法，其進一步包含形成圍繞碳化矽接合障礙區域之複數個浮場圈。
  47. 如請求項40之方法，其中該第二植入區域形成該蕭特基接觸之一電阻接合。
  48. 如請求項40之方法，其中該第二植入區域形成該蕭特基接觸之一蕭特基接合。
  49. 一種碳化矽蕭特基二極體，包含：一碳化矽漂移區域；一蕭特基接觸，其位於該碳化矽漂移區域上；一碳化矽接合障礙區域，其安置於該二極體之該碳化矽漂移區域中；及；一絕緣層，其安置於該碳化矽接合障礙區域與該蕭特基接觸之間。
  50. 如請求項49之碳化矽蕭特基二極體，其中該漂移區域包含n型碳化矽，且該碳化矽接合障礙區域包含p型碳化矽。
  51. 如請求項50之碳化矽蕭特基二極體，其中該漂移區域包含一第一n型碳化矽磊晶層。
  52. 如請求項51之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含一具有一大於該第一n型碳化矽磊晶層之該載體濃度的載體濃度之n型碳化矽基板，該第一n型碳化矽磊晶層安置於該n型碳化矽基板上。
  53. 如請求項52之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含一安置於該第一碳化矽磊晶層與該n型碳化矽基板之間之第二n型碳化矽磊晶層，該第二n型碳化矽磊晶層具有一比該第一n型碳化矽磊晶層更高的載體濃度。
  54. 如請求項52之碳化矽蕭特基二極體，其進一步包含一位於該碳化矽基板上且與該第一n型碳化矽磊晶層相對之歐姆接觸。
  55. 一種製造一碳化矽蕭特基二極體之方法，包含；形成一碳化矽漂移區域；在該碳化矽漂移區域上形成一蕭特基接觸；形成一安置於該二極體之該碳化矽漂移區域中之碳化矽接合障礙區域；及；形成一安置於該碳化矽接合障礙區域與該蕭特基接觸之間之絕緣層。
  56. 如請求項55之方法，其中該漂移區域包含n型碳化矽，且該碳化矽接合障礙區域包含p型碳化矽。
  57. 如請求項56之方法，其中形成一碳化矽漂移區域包含形成一第一n型碳化矽磊晶層。
  58. 如請求項57之方法，其進一步包含一具有一大於該第一n型碳化矽磊晶層之該載體濃度的載體濃度之n型碳化矽基板，該第一n型碳化矽磊晶層形成於該n型碳化矽基板上。
  59. 如請求項58之方法，其進一步包含形成一安置於該第一碳化矽磊晶層與該n型碳化矽基板之間之第二n型碳化矽磊晶層，該第二n型碳化矽磊晶層具有一比該第一n型碳化矽磊晶層更高的載體濃度。
  60. 如請求項52之方法，其進一步包含一位於該碳化矽基板上且與該第一n型碳化矽磊晶層相對之歐姆接觸。
  61. 如請求項55之方法，其進一步包含形成圍繞碳化矽接合障礙區域之複數個浮場圈。
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