導語：此專利碳化矽肖特基二極管的（de）製造方（fāng）法，在（zài）保證阻斷（duàn）電壓的基礎上（shàng），增大肖特基二極管的陽（yáng）極接觸區域麵（miàn）積，降低電子元件導（dǎo）通電阻（zǔ）。

受SiC（碳化矽）半導體應用領域擴大以及行業宏（hóng）觀政策利好、資本市場追捧、地方積極推進等因素影響，國內第三代半導體產業推進（jìn）較為迅速，2019年3月（yuè）29日（rì），由泰科天潤半導體科技（北京）有限公司投資建設的6寸半導體碳化矽電力電子器件（jiàn）生產線（xiàn）項目正式簽約落戶九江經開區。為九江市打造千（qiān）億電子電器產業集群和壯大經開區首位產業注入新動能。積極發展在SiC晶圓上實現半導體功率器（qì）件的製造工藝。

據了解，泰科天潤半導體科技（北京（jīng））有限公司是國內第一家致力於（yú）第三代半導體材料碳化矽（guī）（SiC）電力電（diàn）子器件製造的高新（xīn）技（jì）術企業，總部坐落於（yú）中國北京中關村，在北京擁有一座完整的半導體工藝晶圓廠（chǎng），可在4英寸SiC晶圓上實（shí）現半導體功率器件的製造工藝，並擁（yōng）有目前國內唯一一條碳化矽器件生產線。

該項目總投資10億元，在城西（xī）港區建設6英寸半導（dǎo）體碳化矽電力電子器件（jiàn）生產（chǎn）線，規劃生產能力達到6萬片/年，項目滿產後，預計（jì）可實現年產值10.5億元。該項目（mù）屬於國家鼓勵發展的半導（dǎo）體行業，是我國近期重點發（fā）展的（de）戰略性新（xīn）興產業項目，項目將建成國內首條國際先進（jìn）水平的SiC功率器件生產線，填補九江乃至江西省半（bàn）導體功率器件的空白。

在電子器件領域，肖特基二極管廣泛應用於模擬電路、大規模集成電路，具有短反向恢複時間和（hé）極小的反向恢複電荷（hé）的特點，而電子器件的效率提升廣泛依賴於半導體材料發展。碳化矽作為新興的第三代半導體材料，具有良好的物理特性和電學（xué）特性，以（yǐ）其寬禁帶、高熱導率和（hé）高臨界電場等優點（diǎn），成為製作高溫（wēn）、大功率、高頻半導（dǎo）體器（qì）件的理想材料，因此推動了肖特基勢壘二（èr）極管和結勢壘二極管的發展。肖特基二極管利用反偏PN結的（de）空間電荷區，為SBD結構承受反（fǎn）向（xiàng）偏壓，從（cóng）而能夠在保證阻斷電壓的基礎上，適當降低肖特基（jī）勢壘高度以降低正向壓降，同時減小二極管反偏漏電。然而，由於（yú）在結勢壘肖特基二極管中，離子注入結區域並不（bú）能夠導電，因此器件的（de）有效導通麵積減小，這一缺點限製了JBS器件導通電流（liú）密度的提高（gāo）。

為解決（jué）這一問題，泰（tài）科天潤（rùn）公司於2018年2月12日提出了一項名為“一種碳化矽肖特基二極管及其製備方法”的發明專利（申請（qǐng）號：201810145243.2），申請人為泰科天潤半導體科技（jì）(北京)有限公司。

此專利提供了一種碳化矽肖特基二（èr）極管及其（qí）製備方法，利用溝槽結構，在保證阻（zǔ）斷電壓的基礎上，增大肖特基二極管的陽極接觸區域麵積（jī），降低器件（jiàn）導通（tōng）電阻。

圖1 碳化矽肖（xiāo）特基二極管截麵圖

此專（zhuān）利提出的碳化矽肖特基二極管（guǎn）截（jié）麵（miàn）如圖1所示，包括從上（shàng）到下依次設置的陽極金屬5、p型外（wài）延（yán）層3、n型漂移層2、n+襯底1以及陰極金（jīn）屬6。在p型外延層3上設有複數個溝槽，陽極金屬5一側麵設有複數個突（tū）起部7，溝槽與突（tū）起部相匹配。n型外延層的厚度為5um至200um，p型外（wài）延層3的厚度為0.3um至1.5um，其中n型外延層的摻雜濃度（dù）大於p型外延層（céng）摻雜濃度。陰極金屬為Ni，陽（yáng）極金屬為Al或Ti，以更好地形（xíng）成陽極接觸，金屬（shǔ）與n型漂移層2形成肖（xiāo）特基接觸，與p型外延層（céng）3形成歐姆接觸（chù），這樣當器件反向阻斷（duàn）時，由（yóu）n型漂移層2和p型外延層3形成的耗盡層能（néng）夠最大程度地屏蔽溝（gōu）槽4側麵，降低（dī）阻斷狀態（tài）下的漏電流。

圖2 碳化矽肖特基二極管的製備方法的（de）流程圖

碳化矽肖特基二極管（guǎn）的製（zhì）備方法如圖2所示，首先在在n+襯底1上生長n型漂移層，並在n型漂（piāo）移層一側麵上通過外延生長的方法形成一（yī）層p型外延層，然後在p型外延層一側麵的表麵通過電子（zǐ）束蒸發的方法，蒸發形成設定厚度的掩膜層（céng），利用掩膜層和氧化層形成溝槽。之後在n型漂移層2另一側麵通過電子束蒸（zhēng）發或磁控濺（jiàn）射澱積一金屬，通過退火處理形成陰極金屬；在p型外延（yán）層3一側麵，通過電子束蒸發或磁控濺（jiàn）射澱積一金屬，填充溝槽，光（guāng）刻、刻蝕形成場（chǎng）板圖（tú）形，之後在氮氣保護下進行接（jiē）觸退火，形成（chéng）陽（yáng）極金屬5，最後形成完整的碳化矽肖特（tè）基二極管。

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