【嘉德点评】此项专利的碳化硅肖特基二极管的制造方法，在保证阻断电压的基础上，增大肖特基二极管的阳极接触区域面积，降低器件导通电阻，具有产业化意义。此外，泰科天润公司是我国具有强大自主生产能力的半导体公司，在江西九江新落地的公司也将建成首条国际先进水平的SiC功率器件生产线。
集微网消息，受SiC（碳化硅）半导体应用领域扩大以及行业宏观政策利好、资本市场追捧、地方积极推进等因素影响，国内第三代半导体产业推进较为迅速，其中泰科天润半导体科技（北京）有限公司投资建设的6寸半导体碳化硅电力电子器件生产线项目正式签约落户九江经开区，积极发展在SiC晶圆上实现半导体功率器件的制造工艺。
在电子器件领域，肖特基二极管广泛应用于模拟电路、大规模集成电路，具有短反向恢复时间和极小的反向恢复电荷的特点，而电子器件的效率提升广泛依赖于半导体材料发展。碳化硅作为新兴的第三代半导体材料，具有良好的物理特性和电学特性，以其宽禁带、高热导率和高临界电场等优点，成为制作高温、大功率、高频半导体器件的理想材料，因此推动了肖特基势垒二极管和结势垒二极管的发展。肖特基二极管利用反偏PN结的空间电荷区，为SBD结构承受反向偏压，从而能够在保证阻断电压的基础上，适当降低肖特基势垒高度以降低正向压降，同时减小二极管反偏漏电。然而，由于在结势垒肖特基二极管中，离子注入结区域并不能够导电，因此器件的有效导通面积减小，这一缺点限制了JBS器件导通电流密度的提高。
为解决这一问题，泰科天润公司于2018年2月12日提出了一项名为“一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法”的发明专利（申请号：201810145243.2），申请人为泰科天润半导体科技(北京)有限公司。
此专利提供了一种碳化硅肖特基二极管及其制备方法，利用沟槽结构，在保证阻断电压的基础上，增大肖特基二极管的阳极接触区域面积，降低器件导通电阻。
图1 碳化硅肖特基二极管截面图
此专利提出的碳化硅肖特基二极管截面如图1所示，包括从上到下依次设置的阳极金属5、p型外延层3、n型漂移层2、n+衬底1以及阴极金属6。在p型外延层3上设有复数个沟槽，阳极金属5一侧面设有复数个突起部7，沟槽与突起部相匹配。n型外延层的厚度为5um至200um，p型外延层3的厚度为0.3um至1.5um，其中n型外延层的掺杂浓度大于p型外延层掺杂浓度。阴极金属为Ni，阳极金属为Al或Ti，以更好地形成阳极接触，金属与n型漂移层2形成肖特基接触，与p型外延层3形成欧姆接触，这样当器件反向阻断时，由n型漂移层2和p型外延层3形成的耗尽层能够最大程度地屏蔽沟槽4侧面，降低阻断状态下的漏电流。
图2 碳化硅肖特基二极管的制备方法的流程图
碳化硅肖特基二极管的制备方法如图2所示，首先在在n+衬底1上生长n型漂移层，并在n型漂移层一侧面上通过外延生长的方法形成一层p型外延层，然后在p型外延层一侧面的表面通过电子束蒸发的方法，蒸发形成设定厚度的掩膜层，利用掩膜层和氧化层形成沟槽。之后在n型漂移层2另一侧面通过电子束蒸发或磁控溅射淀积一金属，通过退火处理形成阴极金属；在p型外延层3一侧面，通过电子束蒸发或磁控溅射淀积一金属，填充沟槽，光刻、刻蚀形成场板图形，之后在氮气保护下进行接触退火，形成阳极金属5，最后形成完整的碳化硅肖特基二极管。
本文提出的此项专利介绍了碳化硅肖特基二极管的制造方法，在保证阻断电压的基础上，增大肖特基二极管的阳极接触区域面积，降低器件导通电阻，具有产业化意义。此外，泰科天润公司是我国具有强大自主生产能力的半导体公司，在江西九江新落地的公司也将建成首条国际先进水平的SiC功率器件生产线。
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（校对/holly）
