專利名稱：場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)的4H-SiC PiN/肖特基二極管制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微電子器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種二極管結(jié)構(gòu)及其制作方 法，可用于大功率整流器及PFC電路的使用。
背景技術(shù)：
SiC材料作為第三代半導(dǎo)體材料，相對(duì)于以Si為代表的第一代半導(dǎo)體材料和 以GaAs為代表的第二代半導(dǎo)體材料具有相當(dāng)多的優(yōu)勢(shì)，由于其具有較大的禁帶 寬度，可在更高溫度下工作，同時(shí)有助于大功率器件的制備，大的載流子飽和 漂移速度和遷移率，為器件的響應(yīng)速度提供了良好的基礎(chǔ)。目前，SiC器件的研 制已經(jīng)成為半導(dǎo)體器件電路領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
在功率系統(tǒng)中， 一個(gè)好的整流器需要小開(kāi)啟電壓、大導(dǎo)通電流、低漏電流， 高擊穿電壓以及高開(kāi)關(guān)速度，而同時(shí)具有這些特點(diǎn)是我們追求的最理想目標(biāo)。 二極管和肖特基二極管SBD是最常用的兩種功率整流器。單極型的肖特基二極 管SBD比雙極型的PiN二極管有更快的開(kāi)關(guān)速度，然而，肖特基二極管的反向漏 電流大、擊穿電壓低，并不適合高壓應(yīng)用，所以PiN二極管是最早應(yīng)用于高壓系 統(tǒng)的合理選擇。正向?qū)〞r(shí)存儲(chǔ)在漂移區(qū)的大量電荷引起的長(zhǎng)反向恢復(fù)時(shí)間是 限制PiN速度的主要因素，雖然可以通過(guò)減少漂移區(qū)的少子壽命來(lái)提高PiN的速 度，但這會(huì)造成正向壓降和反向漏電流的增加。
如果有一種器件能夠同時(shí)具備PiN和SBD的優(yōu)點(diǎn)，即具有SBD的小開(kāi)啟電 壓、大導(dǎo)通電流、快開(kāi)關(guān)速度，又具有PiN的低漏電流、高擊穿電壓，這將是最 好的選擇。為此，學(xué)者Wiliamovski和Baliga為了提高肖特基二極管的反向阻斷 特性而首先使用了 JBS(Junction Barrier Schottky)的概念；Baliga為了改善高壓硅 整流器的正向和反向特性而提出了MPS(MergedPiN/Schotky)結(jié)構(gòu)，將PN結(jié)集成 在肖特基結(jié)構(gòu)中，當(dāng)MPS反偏時(shí)，PN結(jié)形成的耗盡區(qū)將會(huì)向溝道區(qū)擴(kuò)散，在一 定反偏電壓下，耗盡區(qū)就會(huì)連通，從而在溝道區(qū)形成一個(gè)勢(shì)壘使耗盡層隨著反 向偏壓的增加向N"襯底方向擴(kuò)展。這個(gè)耗盡區(qū)將肖特基界面屏蔽于高場(chǎng)之外， 避免了肖特基勢(shì)壘降低效應(yīng)，使反向漏電流大大減小。MPS的正向特性類似SBD，只是電流密度由于P型區(qū)的原因而略小，而反向特性則更像PiN二極管。 另外，采用MPS結(jié)構(gòu)可靈活地選擇勢(shì)壘低的金屬作為肖特基接觸，不用擔(dān)心反 向漏電流會(huì)增加。
理想的器件擊穿電壓是指PN結(jié)為平行平面結(jié)的情況，由于沒(méi)有考慮結(jié)終端 效應(yīng)的影響，這時(shí)器件的擊穿電壓僅由摻雜濃度和襯底厚度等器件參數(shù)決定。 但是，由于實(shí)際器件的情況，以及生產(chǎn)工藝流程中某些因素的影響，使得實(shí)際 器件的擊穿電壓要低于理想平行平面結(jié)的擊穿電壓。對(duì)于實(shí)際的器件，為達(dá)到 理想的設(shè)計(jì)必須考慮結(jié)終端效應(yīng)，如果結(jié)終端設(shè)計(jì)的不好，器件的擊穿電壓可 能僅為理想情況的10 20% 。
隨著對(duì)結(jié)終端的大量深入的研究產(chǎn)生了許許多多新穎的結(jié)終端的設(shè)計(jì)方 法。對(duì)于早期的功率整流器和晶閘管，由于芯片面積比較大，所以往往通過(guò)斜 角法或者化學(xué)刻蝕把它們做成臺(tái)面結(jié)的形狀，減小表面電場(chǎng)強(qiáng)度，從而使擊穿 發(fā)生于體內(nèi)。隨著平面工藝的出現(xiàn)，平面結(jié)終端技術(shù)因?yàn)楣に嚭?jiǎn)單，易于與平 面工藝兼容等原因得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其中主要包括結(jié)終端擴(kuò)展、場(chǎng) 限環(huán)技術(shù)和場(chǎng)板技術(shù)。其中場(chǎng)限環(huán)技術(shù)和場(chǎng)板技術(shù)是使用最為廣泛的終端技術(shù)。
在4H-SiC MPS器件的制作中，以往的實(shí)例大多采用MJTE(Multiple Junction Termination Extension)形式的邊界終端，但是由于制作MJTE的工藝步驟中存 在多次的臺(tái)階刻蝕工藝，因而會(huì)增加工藝的難度，同時(shí)增加成本。國(guó)外也有實(shí) 例采用場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)作為邊界終端，但在其制作過(guò)程中沒(méi)有針對(duì)P型歐姆接觸提供 相應(yīng)的制作方法，而是在制作完金屬極后近似認(rèn)為已經(jīng)形成了P型歐姆接觸，這 種制作方法所近似形成的歐姆接觸會(huì)導(dǎo)致反向電壓降有部分損失在P型歐姆接 觸上，導(dǎo)致耗盡層不能很好的穿通，從而引起反向電流的增加，影響MPS器件 的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提供了一個(gè)場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)的 4H-SiCPiN/肖特基二極管制作方法，以降低反向電流，提高M(jìn)PS器件的性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)的4H-SiCPiN/肖特基二極管制 作方法，包括以下步驟
(1)對(duì)4H-SiC襯底進(jìn)行預(yù)處理，并在該4H-SiC襯底正面生長(zhǎng)N—外延層；(2) 在N'型外延層上采用Ni/Au金屬層作為阻擋層，進(jìn)行2~5次能量為 30keV 550keV的Al離子注入，并通過(guò)在1500°C~1700°C的氬氣環(huán)境中進(jìn)行離 子激活退火10~20分鐘，形成同心環(huán)形P+區(qū)域；
(3) 在4H-SiC襯底背面直接濺射Ti/Ni/Pt金屬，并通過(guò)退火形成N型歐 姆接觸；
(4) 在所述的同心環(huán)形P+區(qū)域上方濺射金屬Ti/Ni/Ti/Au，并在 75(TC 90(TC的氬氣環(huán)境中退火5~10分鐘，形成P型歐姆接觸；
(5) 在所述的同心環(huán)形P+區(qū)域之間的環(huán)形N—型區(qū)域上，濺射Ti/Ni/Al金 屬直接制作肖特基接觸。 '
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1) 本發(fā)明由于采用了場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)的邊界終端，可以通過(guò)平面工藝完成整個(gè) 器件的制作；
2) 本發(fā)明由于在制作過(guò)程中取消了附加的工藝過(guò)程，減小了工藝的復(fù)雜度， 并有效減少了由于多步工藝而引起的誤差以及引入其他影響因素的可能性；
3) 本發(fā)明由于把P型歐姆接觸和肖特基接觸分開(kāi)制作，對(duì)P型歐姆接觸 通過(guò)退火實(shí)現(xiàn)，當(dāng)MPS器件工作在反向偏壓下，電壓降能夠主要落在PN結(jié)上， 從而使得各區(qū)域的耗盡層能夠順利穿通，達(dá)到屏蔽肖特基結(jié)的作用，控制了反 向漏電流的增加；
4) 本發(fā)明通過(guò)對(duì)P型歐姆接觸獨(dú)立制作，減小了比接觸電阻值，能夠減小 功耗，提高器件工作效率。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l
參照?qǐng)Dl，本發(fā)明包括如下步驟
步驟1 ，對(duì)所采用的4H-SiC材料進(jìn)行預(yù)處理。
采用由CREE公司生產(chǎn)的4H-SiC材料，其摻雜水平為1018cm'3。首先，用 熔融態(tài)KOH對(duì)4H-SiC基片表面進(jìn)行鈍化，刻蝕溫度為21(TC、刻蝕時(shí)間為15s; 然后，對(duì)鈍化后的晶片依次用丙酮、甲醇、去離子水將樣片清洗干凈；最后，用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝清除基片表面的氧化層。 步驟2，在襯底上生長(zhǎng)N"外延層。
在預(yù)處理后的基片上通過(guò)CVD法生長(zhǎng)同質(zhì)N—型外延層，外延層摻雜為 1.65xl015cm'3，厚度為10士0.5拜。
步驟3，采用金屬剝離方法制作離子注入阻擋層。
3a,對(duì)外延片做RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗后，進(jìn)行涂膠光刻、顯影后，利用光刻膠作 阻擋層，采用RE刻蝕5min后形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；
3b.對(duì)形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行套刻，形成圖形區(qū)域；
3c.通過(guò)電子束蒸發(fā)在帶有圖形區(qū)域的外延片正面制作7000A的Ni/Au層， 其中Ni的厚度為6000A， Au的厚度為1000A;然后浸泡在丙酮中做超聲波處 理，剝離金屬形成阻擋層。
步驟4，制作P+區(qū)域。
4a.在400°C的環(huán)境溫度下對(duì)樣片作3次Al離子注入，注入能量分別為30 keV， 280keV， 550keV。注入能量為30keV時(shí)，注入劑量為8.6xl013cm-2;注 入能量為280keV時(shí)，注入劑量5.2xl0"cm—2;注入能量為550 keV時(shí)，注入劑 量7.8xl014cm-2;
4b.采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗樣片；
4c.在100(TC下對(duì)樣片進(jìn)行烘干20min;
4d.烘片后在樣片正面進(jìn)行三次涂膠，并在40(TC下加熱90分鐘，光刻膠 碳化后轉(zhuǎn)化成無(wú)定型C膜形成碳膜保護(hù)；
4e.在160(TC的氬氣氛圍中進(jìn)行離子激活退火，退火時(shí)間10min，退火后 形成內(nèi)部用于制作PiN的P+區(qū)域和外部的場(chǎng)限環(huán)，其中內(nèi)部制作PiN的P+區(qū)域 圓環(huán)數(shù)目為20個(gè)，每個(gè)圓環(huán)寬度為4jim，各圓環(huán)間的間距為3pm;外部場(chǎng)限 環(huán)的數(shù)目為20個(gè)，每個(gè)圓環(huán)寬度為5pm，各圓環(huán)間的間距為2.5pm。
步驟5，在N"襯底背面制作N型歐姆接觸。
通過(guò)金屬濺射，在樣片背面形成Ti/Ni/Pt結(jié)構(gòu)，整個(gè)Ti/Ni/Pt金屬結(jié)構(gòu)的厚 度分別為T(mén)i50A、 Ni3000A、 Pt500A;然后，對(duì)該金屬層在氮氛圍中進(jìn)行快 速退火處理，退火溫度95(TC，持續(xù)時(shí)間為5min。
步驟6，在樣片正面PiN部分的P+區(qū)域上制作P型歐姆接觸。對(duì)樣片正面進(jìn)行涂膠，然后通過(guò)光刻在樣片正面形成P型歐姆接觸圖形區(qū)
域；通過(guò)金屬濺射在樣片上形成Ti/Ni/Ti/Au結(jié)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)的厚度分別為T(mén)i 50A、 Ni3000A、 Ti500A 、 Au300A,金屬剝離后留下PiN部分的接觸金屬； 然后對(duì)該金屬層在氮氛圍中進(jìn)行快速退火處理，退火溫度800°C，持續(xù)時(shí)間為 8min。
步驟7，在樣片正面制作肖特基接觸。
對(duì)樣片正面進(jìn)行涂膠，然后通過(guò)光刻在樣片正面形成肖特基接觸圖形區(qū)域； 通過(guò)金屬濺射在樣片正面形成Ti/Ni/Al結(jié)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)的厚度分別為T(mén)i50A、 Nil500A、 A13000A，金屬剝離后，與N'外延層直接接觸的金屬部分形成肖特 基接觸，完成器件的制作。
參照?qǐng)Dl，本發(fā)明包括如下步驟
步驟1 ，對(duì)所采用的4H-SiC材料進(jìn)行預(yù)處理。
采用由CREE公司生產(chǎn)的4H-SiC材料，其摻雜水平為1018cm—3。首先，用 熔融態(tài)KOH對(duì)4H-SiC基片表面進(jìn)行鈍化，刻蝕溫度為210°C 、刻蝕時(shí)間為15s; 然后，對(duì)鈍化后的晶片依次用丙酮、甲醇、去離子水將樣片清洗干凈；最后， 用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝清除基片表面的氧化層。
步驟2，在襯底上生長(zhǎng)N—外延層。
在預(yù)處理后的基片上通過(guò)CVD法生長(zhǎng)同質(zhì)M型外延層，外延層摻雜為 1.65xl015cm-3，厚度為10士0.5pm。
步驟3，采用金屬剝離方法制作離子注入阻擋層。
3a-對(duì)外延片做RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗后，進(jìn)行涂膠光刻、顯影后，利用光刻膠作 阻擋層，采用RE刻蝕5min后形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；
3b.對(duì)形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行套刻，形成圖形區(qū)域；
3c.通過(guò)電子束蒸發(fā)在帶有圖形區(qū)域的外延片正面制作5000A的Ni/Au層， 其中Ni的厚度為4000A， Au的厚度為IOOOA;然后浸泡在丙酮中做超聲波處 理，剝離金屬形成阻擋層。
步驟4，制作P+區(qū)域。
4a.在400°C的環(huán)境溫度下對(duì)樣片作2次Al離子注入，注入能量分別為200keV， 550 keV。注入能量為200 keV時(shí)，注入劑量為5xl0"cm、注入能量為 500keV時(shí)，注入劑量5xl014cm-2。 4b.采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗樣片； 4c.在100(rC下對(duì)樣片進(jìn)行烘干20min; 4d. 烘片后在樣片正面進(jìn)行三次涂膠， 并在400。C下加熱90分鐘，光刻膠 碳化后轉(zhuǎn)化成無(wú)定型C膜形成碳膜保護(hù)；
4e.在1700°C，氬氣氛圍中進(jìn)行離子激活退火，退火時(shí)間15min，退火后 形成內(nèi)部用于制作PiN的P+區(qū)域和外部的場(chǎng)限環(huán)，其中內(nèi)部制作PiN的P+區(qū)域 圓環(huán)數(shù)目為10個(gè)，每個(gè)圓環(huán)寬度為2.5pm，各圓環(huán)間的間距為4pm;外部場(chǎng)限 環(huán)的數(shù)目為15個(gè)，每個(gè)圓環(huán)寬度為3,，各圓環(huán)間的間距為3pm。 步驟5，在N"襯底背面制作N型歐姆接觸。
通過(guò)金屬濺射，在樣片背面形成Ti/Ni/Pt結(jié)構(gòu)，整個(gè)Ti/Ni/Pt金屬結(jié)構(gòu)的厚 度分別為T(mén)i50A、 Ni3000A、 Pt500A;然后，對(duì)該金屬層在氮氛圍中進(jìn)行快 速退火處理，退火溫度950。C，持續(xù)時(shí)間為5min。
步驟6，在樣片正面PiN部分的P+區(qū)域上制作P型歐姆接觸。 對(duì)樣片正面進(jìn)行涂膠，然后通過(guò)光刻在樣片正面形成P型歐姆接觸圖形區(qū) ±或；通過(guò)金屬濺射在樣片上形成Ti/Ni/Ti/Au結(jié)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)的厚度分別為T(mén)i 50A、 Ni3000A、 Ti500A 、 Au 300A，金屬剝離后留下PiN部分的接觸金屬； 然后對(duì)該金屬層在氮氛圍中進(jìn)行快速退火處理，退火溫度750°C，持續(xù)時(shí)間為 5min。
步驟7，在樣片正面制作肖特基接觸。
對(duì)樣片正面進(jìn)行涂膠，然后通過(guò)光刻在樣片正面形成肖特基接觸圖形區(qū)域; 通過(guò)金屬濺射在樣片正面形成Ti/Ni/Al結(jié)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)的厚度分別為T(mén)i50A、 Nil500A、 A13000A，金屬剝離后，與N—外延層直接接觸的金屬部分形成肖特 基接觸。
實(shí)施例3
參照?qǐng)D1，本發(fā)明包括如下步驟
步驟1，對(duì)所采用的4H-SiC材料進(jìn)行預(yù)處理。
采用由CREE公司生產(chǎn)的4H-SiC材料，其摻雜水平為1018cm'3。首先，用熔融態(tài)KOH對(duì)4H-SiC基片表面進(jìn)行鈍化,刻蝕溫度為21(TC、刻蝕時(shí)間為15s; 然后，對(duì)鈍化后的晶片依次用丙酮、甲醇、去離子水將樣片清洗干凈；最后， 用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗工藝清除基片表面的氧化層。 步驟2,在襯底上生長(zhǎng)N—外延層。
在預(yù)處理后的基片上通過(guò)CVD法生長(zhǎng)同質(zhì)N.型外延層，外延層摻雜為 1.65xl015cm—3，厚度為10士0.5pm。
步驟3，采用金屬剝離方法制作離子注入阻擋層。
3a-對(duì)外延片做RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗后，進(jìn)行涂膠光刻、顯影后，利用光刻膠作 阻擋層，采用RE刻蝕5min后形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；
3b.對(duì)形成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記進(jìn)行套刻，形成圖形區(qū)域；
3c.通過(guò)電子束蒸發(fā)在帶有圖形區(qū)域的外延片正面制作5500A的Ni/Au層， 其中Ni的厚度為4000A， Au的厚度為1500A;然后浸泡在丙酮中做超聲波處 理，剝離金屬形成阻擋層。
步驟4，制作P+區(qū)域。
4a.在40(TC的環(huán)境溫度下對(duì)樣片作5次A1離子注入，注入能量分別為30 keV， 120keV， 300keV， 420keV， 550keV。注入能量為30keV時(shí)，注入劑量 為2.8xl0^cm々；注入能量為120 keV時(shí)，注入劑量6.5xl012cm-2;注入能量為 300 keV時(shí)，注入劑量1.05xl013cm—2;注入能量為420 keV時(shí)，注入劑量 1.30xl013cm-2;注入能量為550keV時(shí)，注入劑量1.45xl013cm-2。
4b.采用RCA標(biāo)準(zhǔn)清洗樣片；
4c.在100(TC下對(duì)樣片進(jìn)行烘干20min;
4d.烘片后在樣片正面進(jìn)行三次涂膠，并在400。C下加熱90分鐘，光刻膠 碳化后轉(zhuǎn)化成無(wú)定型C膜形成碳膜保護(hù)；
4e.在1500°C，氬氣氛圍中進(jìn)行離子激活退火，退火時(shí)間20min，退火后 形成內(nèi)部用于制作PiN的P+區(qū)域和外部的場(chǎng)限環(huán)，其中內(nèi)部制作PiN的P+區(qū)域 圓環(huán)數(shù)目為15個(gè)，每個(gè)圓環(huán)寬度為3pm，各圓環(huán)間的間距為3.5pm;外部場(chǎng)限 環(huán)的數(shù)目為17個(gè)，每個(gè)圓環(huán)寬度為4iim，各圓環(huán)間的間距為3.5)am。
步驟5，在N"襯底背面制作N型歐姆接觸。
通過(guò)金屬濺射，在樣片背面形成Ti/Ni/Pt結(jié)構(gòu)，整個(gè)Ti/Ni/Pt金屬結(jié)構(gòu)的厚度分別為:Ti50A、 Ni3000A、 Pt500A;然后，對(duì)該金屬層在氮氛圍中進(jìn)行快 速退火處理，退火溫度950。C，持續(xù)時(shí)間為5min。
步驟6，在樣片正面PiN部分的P+區(qū)域上制作P型歐姆接觸。 對(duì)樣片正面進(jìn)行涂膠，然后通過(guò)光刻在樣片正面形成P型歐姆接觸圖形區(qū) 域；通過(guò)金屬濺射在樣片上形成Ti/Ni/Ti/Au結(jié)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)的厚度分別為T(mén)i 50A、 Ni3000A、 Ti500A 、 Au 300A，金屬剝離后留下PiN部分的接觸金屬； 然后對(duì)該金屬層在氮氛圍中進(jìn)行快速退火處理，退火溫度900°C，持續(xù)時(shí)間為 10min。
步驟7，在樣片正面制作肖特基接觸。
對(duì)樣片正面進(jìn)行涂膠，然后通過(guò)光刻在樣片正面形成肖特基接觸圖形區(qū)域; 通過(guò)金屬濺射在樣片正面形成Ti/Ni/Al結(jié)構(gòu)，金屬結(jié)構(gòu)的厚度分別為T(mén)i50A、 Nil500A、 A13000A，金屬剝離后，與N—外延層直接接觸的金屬部分形成肖特 基接觸。
本發(fā)明的方法不限于上述3種實(shí)施例，顯然任何人均可在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu) 思下進(jìn)行不同參數(shù)的更換，但這些均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)的4H-SiC PiN/肖特基二極管制作方法，包括如下步驟(1)對(duì)4H-SiC襯底進(jìn)行預(yù)處理，并在該4H-SiC襯底正面生長(zhǎng)N-外延層；(2)在N-型外延層上采用Ni/Au金屬層作為阻擋層，進(jìn)行2～5次能量為30keV～550keV的Al離子注入，并通過(guò)在1500℃～1700℃的氬氣環(huán)境中進(jìn)行離子激活退火10～20分鐘，形成同心環(huán)形P+區(qū)域；(3)在4H-SiC襯底背面直接濺射Ti/Ni/Pt金屬，并通過(guò)退火形成N型歐姆接觸；(4)在所述的同心環(huán)形P+區(qū)域上方濺射金屬Ti/Ni/Ti/Au，并在750℃～900℃的氬氣環(huán)境中退火5～10分鐘，形成P型歐姆接觸；(5)在所述的同心環(huán)形P+區(qū)域之間的環(huán)形N-型區(qū)域上，濺射Ti/Ni/Al金屬直接制作肖特基接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管的制作方法，其中步驟(1)所述的 在4H-SiC襯底正面生長(zhǎng)N^卜延層，是通過(guò)氣象外延生長(zhǎng)CVD法生長(zhǎng)同 質(zhì)N'型外延層，外延層摻雜為1.65xl015cm—3，厚度約為10士0.5)im。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管的制作方法，其中步驟(2)所述的 Ni/Au金屬阻擋層，厚度為5000 A ~7000 A。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管的制作方法，其中步驟(3)所述的 4H-SiC襯底背面直接濺射的Ti/Ni/Pt金屬，其厚度為T(mén)i 50A， Ni 3000A， Ti 500A。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管的制作方法，其中步驟(4)所述的 同心環(huán)形P+區(qū)域上方濺射金屬Ti/Ni/Ti/Au，其厚度為T(mén)i 50A， Ni 3000A， Ti 500A， Au300A。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管的制作方法，其中步驟(5)所述的 同心環(huán)形P+區(qū)域之間的環(huán)形N—型區(qū)域上，濺射Ti/Ni/Al金屬，其厚度為 Ti50A， Nil500A， A13000A。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的二極管的制作方法，其中步驟(2)所形成 的同心環(huán)形P+區(qū)域，包括內(nèi)部圓環(huán)部分和外部圓環(huán)部分，該個(gè)內(nèi)部圓環(huán) 為10 20個(gè)，用于制作PiN 二極管；該外部圓環(huán)為15~20個(gè)，用于制作 場(chǎng)限環(huán)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的二極管的制作方法，其中每個(gè)內(nèi)部環(huán)形的寬 度為2.5pm 4^im，各環(huán)形間的間距為3jxm 4^im。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的二極管的制作方法，其中每個(gè)外部環(huán)形的寬 度為3pm 5nm，各環(huán)形間的間距為2.5nm 3.5nm。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)的4H-SiC PiN/肖特基二極管制作方法，其過(guò)程是在4H-SiC襯底正面生長(zhǎng)N^-外延層；在N^-型外延層上采用Ni/Au金屬層作為阻擋層，進(jìn)行多次不同能量的Al離子注入，并在氬氣環(huán)境中進(jìn)行離子激活退火，形成同心環(huán)形P⁺區(qū)域；在4H-SiC襯底背面直接濺射Ti/Ni/Pt金屬，并通過(guò)退火形成N型歐姆接觸；在所述的同心環(huán)形P⁺區(qū)域上方濺射金屬Ti/Ni/Ti/Au，并在氬氣環(huán)境中退火，形成P型歐姆接觸；在所述的同心環(huán)形P⁺區(qū)域之間的環(huán)形N^-型區(qū)域上，濺射Ti/Ni/Al金屬直接制作肖特基接觸。本發(fā)明具有功耗小，工作效率高及工藝簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，可用于大功率整流器及PFC電路的使用。
文檔編號(hào)H01L21/329GK101540283SQ20091002201
公開(kāi)日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2009年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者呂紅亮, 宋慶文, 張義門(mén), 張玉明, 賈仁需, 鄭慶立, 輝 郭, 陳豐平 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)