本發(fā)明屬于半導體器件，尤其是涉及一種集成溝槽和n型懸浮結的肖特基勢壘二極管及制備方法。

背景技術：

1、sic?jbs(碳化硅結勢壘肖特基二極管)是一種低功耗、大電流、超高速半導體器件。在當前sic?jbs的主流器件中，器件正向導通時，為了降低器件正向導通電阻，p型離子注入摻雜區(qū)的面積要根據(jù)工藝能力設計為最小值，并且為了有效降低曲率效應對器件反向擊穿電壓的影響，肖特基勢壘區(qū)域應設計為圓形、正六邊形或正八邊形，相應地p+區(qū)作為阻止電流通過的區(qū)域，大多被設計成條形、方形、正六邊形等。

2、由于sic?pn結在低電壓下不開啟，因此器件的導通主要由肖特基接觸部分完成。若想降低導通電阻和正向導通電壓，則需增大有源區(qū)肖特基接觸的面積，隨著肖特基接觸面積的變大，器件的反向耐壓會隨之減小。因此，器件正向導通電阻和反向擊穿電壓相互制約，如何設計器件結構使其在保證反向特性的前提下具備更低的導通電阻、電壓成為了亟待解決的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種集成溝槽和n型懸浮結的肖特基勢壘二極管及制備方法，以解決現(xiàn)有技術存在的以上或者其他前者問題。

2、為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種集成溝槽和n型懸浮結的肖特基勢壘二極管，包括設于襯底上的外延層、設于外延層漂移區(qū)內的p型注入結構、設于外延層漂移區(qū)內的第一摻雜結構以及肖特基接觸，其中，

3、第一摻雜結構設于p型注入結構下方，以增加肖特基接觸區(qū)域的摻雜濃度；

4、肖特基接觸設于外延層漂移區(qū)上并延伸至外延層漂移區(qū)內，以增加肖特基接觸的面積。

5、進一步的，第一摻雜結構的摻雜類型與外延層漂移區(qū)的摻雜類型相同。

6、進一步的，第一摻雜結構與外延層漂移區(qū)的肖特基接觸區(qū)域相對應。

7、進一步的，第一摻雜結構包括多個懸浮結，懸浮結通過注入第一離子形成，第一離子為氮離子或磷離子?。

8、進一步的，外延層漂移區(qū)的肖特基接觸區(qū)域設有多個肖特基接觸溝槽，肖特基接觸溝槽底部的截面形狀為弧形。

9、進一步的，肖特基接觸溝槽的截面形狀為半圓形，肖特基接觸溝槽的直徑為1-5μm，肖特基接觸溝槽的深度為0.1-0.2μm，相鄰肖特基接觸溝槽間距為1.5-4μm?。

10、進一步的，肖特基接觸包括相接觸的第一接觸部和第二接觸部，第一接觸部設于肖特基接觸溝槽內，第二接觸部設于外延層漂移區(qū)上，第二接觸部與p型注入結構相接觸。

11、進一步的，肖特基接觸為鈦、鎳或鉬，第二接觸部的厚度為50-300nm?。

12、進一步的，p型注入結構設于p型注入?yún)^(qū)域內，p型注入?yún)^(qū)域包括多個第一注入?yún)^(qū)和多個第二注入?yún)^(qū)，第二注入?yún)^(qū)的面積小于第一注入?yún)^(qū)的面積，第二注入?yún)^(qū)設于相鄰布設的第一注入?yún)^(qū)的間隙處。

13、進一步的，第一注入?yún)^(qū)的截面形狀為圓形，第二注入?yún)^(qū)的截面形狀為圓形。

14、進一步的，還包括設于襯底上的陰極、設于肖特基接觸上的陽極以及設于外延層上的氧化層，其中，

15、陰極為鎳、鈦或銀?，陰極的厚度為80nm-2μm；

16、陽極為鋁?，陽極的厚度為400nm-5μm；

17、氧化層設于肖特基接觸的兩側，氧化層為二氧化硅，氧化層的厚度為50?nm-4μm。

18、進一步的，襯底為碳化硅，襯底的摻雜濃度為1×1019-3×1019cm-3；外延層為n型碳化硅，外延層的摻雜濃度為1×1016-3×1016cm-3，外延層的厚度為5-30μm?。

19、一種集成溝槽和n型懸浮結的肖特基勢壘二極管制備方法，包括以下步驟：

20、在襯底上制備外延層；

21、在外延層漂移區(qū)內制備p型注入結構；

22、在外延層漂移區(qū)內制備第一摻雜結構；

23、制備肖特基接觸。

24、進一步的，在外延層漂移區(qū)內制備p型注入結構步驟中，包括：

25、在外延層上制備第一掩膜，根據(jù)p型注入?yún)^(qū)域版圖對第一掩膜進行光刻刻蝕，形成p型注入?yún)^(qū)域的開口；

26、進行第二離子注入，形成p型注入結構。

27、進一步的，p型注入?yún)^(qū)域的開口包括第一注入?yún)^(qū)的開口和第二注入?yún)^(qū)的開口，第二注入?yún)^(qū)的開口設于相鄰布設的第一注入?yún)^(qū)的開口的間隙處。

28、進一步的，第二離子為鋁離子，鋁離子的注入能量為30-550?kev，劑量為1×1013-2×1015cm-2。

29、進一步的，在外延層漂移區(qū)內制備第一摻雜結構步驟中，包括：

30、對第一掩膜進行光刻刻蝕，形成肖特基接觸區(qū)域的開口；

31、進行第一離子注入，在肖特基接觸區(qū)域下形成第一摻雜結構，第一摻雜結構位于p型注入結構的下方；

32、進行退火處理，對注入的第一離子和第二離子進行激活。

33、進一步的，第一離子為氮離子或磷離子?，第一離子的注入能量為200-1000?kev，劑量為1e12-1e16cm-2。

34、進一步的，在惰性氣體氛圍內對器件進行退火處理時，退火溫度為1500-1900℃，退火時間為10-30min。

35、進一步的，第一掩膜為二氧化硅，惰性氣體為氬氣。

36、進一步的，制備肖特基接觸步驟中，包括：

37、在外延層表面制備第二掩膜，并對第二掩膜進行光刻刻蝕，形成肖特基接觸開口；

38、對肖特基接觸開口處的外延層進行刻蝕，形成肖特基接觸溝槽；

39、在肖特基接觸開口處進行第一金屬淀積，形成肖特基接觸；

40、進行肖特基退火處理，形成穩(wěn)定的肖特基接觸。

41、進一步的，采用化學氣相沉積方式進行第二掩膜沉積，第二掩膜為二氧化硅。

42、進一步的，采用干法刻蝕方式對肖特基接觸開口處的外延層進行刻蝕。

43、進一步的，采用蒸發(fā)方式或濺射方式進行第一金屬淀積，第一金屬為鈦、鎳或鉬。

44、進一步的，在第一氣體氛圍中進行肖特基退火處理，退火溫度為400-600℃，退火時間為10-30min，第一氣體為氮氣。

45、進一步的，還包括制備陰極，采用濺射方式在襯底背面淀積第二金屬，并進行陰極退火處理，形成陰極，其中，第二金屬為鎳、鈦或銀，陰極退火溫度為900-1000℃，陰極退火時間為2-5min。

46、進一步的，還包括制備陽極，采用蒸發(fā)或濺射方式在肖特基接觸上淀積第三金屬，形成陽極，其中，第三金屬為鋁。

47、由于采用上述技術方案，該碳化硅結勢壘肖特基二極管結合新型肖特基勢壘技術和新型的p型區(qū)注入版圖結構，肖特基接觸為溝槽結構，p型注入?yún)^(qū)采用主注入?yún)^(qū)和補償注入?yún)^(qū)相結合方式，使得器件在保持擊穿電壓不下降的情況下，降低器件的導通電壓，或者在保持導通電壓不增加的情況下，提升器件的擊穿電壓；

48、在肖特基接觸區(qū)域下方的外延層漂移區(qū)內設置第一摻雜區(qū)域，第一摻雜區(qū)域內形成有多個懸浮結，懸浮結的摻雜類型與漂移區(qū)相同，提高了肖特基接觸區(qū)域的摻雜濃度，降低器件的導通電阻和電壓，緩解了肖特基接觸面積和p型區(qū)注入面積相互制約的問題；

49、肖特基接觸為溝槽結構，延伸至外延層漂移區(qū)內部，肖特基接觸采用溝槽接觸方式，增加了肖特基接觸的面積，且該溝槽為半圓形，較傳統(tǒng)的方形溝槽可以有效的緩解拐角處的峰值電場，降低器件導通電阻的同時保持器件反向特性，保證器件的擊穿電壓；

50、p型注入?yún)^(qū)域采用第一注入?yún)^(qū)（主注入?yún)^(qū)）和第二注入?yún)^(qū)（補償注入?yún)^(qū)）疊加方式，有助于形成一個更均勻的電場分布，減少局部電場集中，抑制尖峰電場從而提高器件的耐壓能力，增加了肖特基接觸區(qū)域面積和肖特基結電流，降低了制造成本，保護耗盡區(qū)薄弱的地方，提高了二極管的反向擊穿電壓，降低了在高溫下工作的功率損耗，防止二極管肖特基區(qū)域增加后反向擊穿電壓的降低。