肖特基勢壘二極管及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種包括碳化硅（SiC)的肖特基勢壘二極管及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 肖特基勢壘二極管（SBD)采用將金屬和半導體連接起來的肖特基結。與普通的PN 二極管不同，SBD呈現出快速開關特性，并且具有比PN二極管更低的導通電壓特性。
[0003] 通常，在肖特基勢壘二極管中，應用結勢壘肖特基（JBS)結構，其中p+區在肖特基 結部的較低端形成，以提高降低泄漏電流的特性，通過重疊在施加反向電壓時擴散的PN二 極管耗盡層，從而獲得阻塞泄漏電流并改善擊穿電壓的效果。
[0004] 然而，由于肖特基部中存在P+區，用作向前方向的電流路徑的肖特基電極與η-漂 移層之間的接觸面積減小，因此存在電阻值增大的問題，并且肖特基勢壘二極管的導通電 阻增大。此外，由于P+區浮動，阻塞泄漏電流的耗盡層的寬度不大，因此減少P+區之間間 隔的工藝存在一定困難。
[0005] 在【背景技術】部分公開的上述信息僅用于加強對本發明背景的理解，因此可能包含 不構成本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

【發明內容】

[0006] 本發明針對的是當施加正向電壓時導通電阻下降的肖特基二極管。
[0007] 本發明一個示例性實施例提供一種肖特基勢壘二極管，包括：η_型外延層，布置 在η+型碳化娃基板的第一表面上；第一 ρ+區，布置在η-型外延層上；η型外延層，布置在 η-型外延層和第一 ρ+區上；第二ρ+區，布置在η型外延層上，并且與第一 ρ+區相接觸；肖 特基電極，布置在η型外延層和第二ρ+區上；以及歐姆電極，布置在η+碳化硅基板的第二 表面上，其中第一 P+區具有柵格形狀，其包括多個垂直部以及將各個垂直部的兩端彼此連 接的水平部，垂直部包括多個具有類六邊形的第一部、多個連接各個第一部的第二部、以及 多個連接第一部和水平部的第三部，并且每個第二部和每個第三部被定形為類桿狀。
[0008] 每個第一部可具有正六邊形形狀。
[0009] 每個第一部的寬度大于每個第二部的寬度。
[0010] 每個第二部的寬度與每個第三部的寬度可以相同。
[0011] 穿過第一部的中心點的水平線可以與穿過相鄰垂直部的第一部的中心點的水平 線不相交。
[0012] 第二P+區具有四邊形形狀。
[0013] 第二P+區可以與水平部以及位于多個垂直部中的兩端的垂直部相接觸。
[0014] η型外延層的摻雜濃度可以高于η-型外延層的摻雜濃度。
[0015] 本發明的另一個示例性實施例提供一種制造肖特基勢壘二極管的方法，包括：在 η+型碳化硅基板的第一表面上形成η-型外延層；將ρ+離子注入到η-型外延層的表面中， 以形成第一 P+區；在η-型外延層和第一 ρ+區上形成η型外延層；將ρ+離子注入到η型外 延層的表面中，以形成與第一 P+區相接觸的第二P+區；在η型外延層和第二P+區上形成 肖特基電極；以及在η+型碳化硅基板的第二表面上形成歐姆電極，其中第一 ρ+區具有柵格 形狀，其包括多個垂直部以及將各個垂直部的兩端彼此連接的水平部，垂直部包括多個具 有類六邊形的第一部、多個連接各個第一部的第二部、以及多個連接第一部和水平部的第 三部，并且每個第二部和每個第三部被定形為類桿狀。
[0016] 根據本發明的示例性實施例，位于雙層P+區中的下層中的P+區被定形為類柵 格，其包括垂直部和水平部，并且每個垂直部包括每個被定形為類六邊形的第一部，以增大 η-型外延層的面積，從而增大當施加正向電壓時的電流量。
[0017] 此外，與肖特基電極相接觸的η型外延層的摻雜濃度被形成為高于位于η型外延 層下面的η-型外延層的摻雜濃度，以減小肖特基勢壘二極管的電阻，從而增加在施加正向 電壓時的電流量。
[0018] 此外，肖特基結的面積達到最大值，從而減小施加正向電壓時的導通電阻。
【附圖說明】
[0019] 圖1示出根據本發明的示例性實施例的肖特基勢壘二極管的橫截面圖；
[0020] 圖2示出圖1的η-型外延層的平面圖；
[0021] 圖3示出圖1的η型外延層的平面圖；
[0022] 圖4示出根據本發明的示例性實施例的肖特基勢壘二極管的第一 ρ+區的一部分 的俯視圖；
[0023] 圖5示出根據比較例的肖特基勢壘二極管的第一 ρ+區的一部分的俯視圖；
[0024] 圖6至圖9按順序示出制造根據本發明示例性實施例的肖特基勢壘二極管的方法 的示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 將通過參考附圖更詳細地描述本發明的示例性實施例。正如本領域的技術人員將 會明白，在沒有偏離本發明的精神或范圍的情況下，可以對所描述的實施例以各種不同方 式修改。設置本文公開的示例性實施例，使得所公開的內容變得透徹和完整，并且本發明的 精神范圍將被本領域的普通技術人員充分理解。
[0026] 在所述附圖中，為了清晰起見，層和區域的厚度被放大。此外，在提到層在其他層 或基板"上"存在時的情況下，該層可以在其他層或基板上直接形成或第三層可以插在所述 層與其它層或基板之間。相同的附圖標記指代整個說明書中的相同構成元件。
[0027] 應當理解本文使用的術語"車輛"或"車輛的"或類似術語包括一般的汽車，例如 包括運動型多功能車（SUV)的轎車，公共汽車，卡車，各種商用車輛，包括各種乘船和船艦 的水運工具，航空器及其類似物，以及包括混合動力汽車，電動汽車，插電式混合電動汽車， 混合動力汽車以及其他可選燃料車輛（例如，從不是石油的資源獲取燃料）。正如本文所參 考的，混合動力汽車是具有兩個或多個動力源的車輛，例如包括汽油動力和電動力的車輛。
[0028] 本文所使用術語僅用于描述特定實施例的目的，并不是為了限制本發明。正如本 文所使用的，單數形式"一"，"一個"，"該"也包括復數形式，除非上下文中明確指出不同。 應當進一步理解，當用于本說明書時，術語"包括"指定陳述特征、整數、步驟、操作、元件和 /或組件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、組件和/或其組合 的存在和添加。正如本文所使用的，術語"和/或"包括關聯列出項目中的一個或多個的任 意一個和全部組合。
[0029] 圖1示出根據本發明示例性實施例的肖特基勢壘二極管的橫截面圖，圖2示出圖 1的η-型外延層的平面圖，圖3示出圖1的η型外延層的平面圖。
[0030] 參照圖1到圖3,在根據本發明示例性實施例的肖特基勢壘二極管中，η-型外延層 200、η型外延層400和肖特基電極600按順序布置在η+型碳化硅基板100的第一表面上， 歐姆電極700布置在η+型碳化硅基板100的第二表面上。η型外延層400的摻雜濃度高于 η-型外延層200的摻雜濃度。
[0031] 將ρ+離子注入到其中第一 ρ+區300布置在η-型外延層200中，將ρ+離子注入 到其中第二P+區500布置在η型外延層400中。注入到第一 ρ+區300和第二ρ+區500 的P+離子可以是相同或不同的。特別地，肖特基電極600與η型外延層400和第二ρ+區 500相接觸。
[0032] 第一 ρ+區300以柵格形狀布置在η-型外延層200的表面上。第一 ρ+區300包 括多個垂直部310,以及連接各垂直部310的兩端的水平部320。
[0033] 垂直部310包括多個具有六邊形形狀的第一部311，多個連接各個第一部311的第 二部312,以及多個連接第一部311和水平部320的第三部313。每個第一部311可被定形 為類六邊形，優選地為正六邊形，并且每個第一部311的寬度大于每個第二部312的寬度。 第二部312和第三部313的每個形狀類似于桿，并且其寬度可以彼此相同。
[0034] 在彼此相鄰的兩個垂直部310中，第一部311以Z字形布置，使得穿過第一部311