一种高浪涌电流型SiC二极管及其制造方法与流程

本发明涉及一种sic二极管，特别是一种高浪涌电流型sic二极管及其制造方法。

背景技术：

sic二极管在光伏、汽车等高端领域对正向浪涌电流能力均具有较高的要求。而传统sic二极管提高正向浪涌电流能力的方法是通过ohmic光罩在二极管的正面增加一道欧姆接触工艺，进而利用二极管表面形成的ni-ohmic层达到提升效果。但由于这种方式需要在现有的制备工艺上增加一道光刻工艺，而目前sic二极管的主要生产成本便是光刻层数，仅一道光刻层便需要100美金的加工成本，导致这种工艺会极大的增加对sic二极管的生产周期和生产成本。此外，常规ni-ohmic层仅能将sic二极管的正向浪涌电流提高至正向电流参数的6～8倍，提升效果相对较低。因此，现有对sic二极管的制造方法存在生产周期长、生产成本高和正向浪涌电流低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种高浪涌电流型sic二极管及其制造方法。它具有生产周期短、生产成本低和正向浪涌电流高的特点。

本发明的技术方案：一种高浪涌电流型sic二极管，包括sic衬底，sic衬底表面设有深p-grid层，深p-grid层外部设有浅p+grid层。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管中，所述浅p+grid层位于深p-grid层的两侧。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管中，所述浅p+grid层的深度为0.05～0.3μm，深p-grid层的深度为0.5～1.5μm。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管中，所述sic衬底的两端设有jte区，sic衬底的外部设有离子注入层。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管的制造方法，包括以下步骤：

①在sic衬底的两端形成jte区，得a品；

②在a品表面形成浅p+grid层，得b品；

③在b品的浅p+grid层外部沉积形成lp-sio2垫层，得c品；

④对c品的lp-sio2垫层进行刻蚀形成lp-sio2-spacer层，得d品；

⑤对d品注入al离子将部分浅p+grid层转化为深p-grid层，得成品。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管的制造方法中，所述步骤②中利用p+grid光罩对a品进行pe-sio2沉积、pe-sio2刻蚀和注入al离子，使a品表面形成浅p+grid层，a品外部形成pe-sio2层；所述步骤②中al离子的注入浓度为1e16/cm～1.8e16/cm。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管的制造方法中，所述步骤③中通过lpvcd沉积在b品的浅p+grid层外部形成lp-sio2垫层。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管的制造方法中，所述步骤④中lp-sio2-spacer层位于位于浅p+grid层的两侧外部。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管的制造方法中，所述步骤④中对lp-sio2垫层通过干法刻蚀形成lp-sio2-spacer层。

前述的一种高浪涌电流型sic二极管的制造方法中，所述步骤⑤中对d品注入al离子将两侧lp-sio2-spacer层之间的浅p+grid层转化为深p-grid层，然后依次采用sbd光罩、metal光罩进行刻蚀，消除d品外部的lp-sio2-spacer层和pe-sio2层，得成品；所述步骤⑤中al离子的注入浓度为5e15/cm～1e16/cm。

与现有技术相比，本发明通过在sic衬底表面形成的浅p+grid层，能够替代现有sic二极管中的ni-ohmic层起到提高正向浪涌电流的效果，且浅p+grid层能够将sic二极管的正向浪涌电流提高至正向电流参数的10～12倍，相比现有带有ni-ohmic层的sic二极管能够提高其正向浪涌电流能力；通过在浅p+grid层外部的lp-sio2-spacer层，则能够使两侧浅p+grid层在后续离子注入时不会随之转化为深p-grid层，进而使本发明仅需一道p+grid光罩便能形成浅p+grid层和深p-grid层，且通过沉积和干法刻蚀而成的lp-sio2-spacer层也无需光刻处理；使得本申请相比现有工艺或直接通过两道光刻工艺分别形成浅p+grid层和深p-grid层的方式能够有效减少一道光罩的使用，缩短了本发明的生产周期并降低了本发明的生产成本；在上述配合下，本发明仅需要常规的四层光罩便能完成对sic二极管的制造，在提高正向浪涌电流能力的同时无需增加光刻次数，具有生产周期短、生产成本低和正向浪涌电流高的特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是现有sic二极管的结构示意图；

图3是本发明的制备工艺流程图。

附图中的标记为：1-sic衬底，2-深p-grid层，3-浅p+grid层，4-jte区，5-离子注入层，6-lp-sio2垫层，7-lp-sio2-spacer层，8-pe-sio2层，100-深p-grid结构，200-ni-ohmic结构，300-jte结构，400-离子注入结构。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。一种高浪涌电流型sic二极管，构成如图1所示，包括sic衬底1，sic衬底1表面设有深p-grid层2，深p-grid层2外部设有浅p+grid层3。

所述浅p+grid层3位于深p-grid层2的两侧。

所述浅p+grid层3的深度为0.2μm，深p-grid层2的深度为1.1μm。

所述sic衬底1的两端设有jte区4，sic衬底1的外部设有离子注入层5。

所述一种高浪涌电流型sic二极管的制造方法，包括以下步骤：

①在sic衬底的两端形成jte区4，得a品；

②在a品表面形成浅p+grid层3，得b品；

③在b品的浅p+grid层3外部沉积形成lp-sio2垫层6，得c品；

④对c品的lp-sio2垫层6进行刻蚀形成lp-sio2-spacer层7，得d品；

⑤对d品注入al离子将部分浅p+grid层3转化为深p-grid层2，得成品。

所述步骤②中利用p+grid光罩对a品进行pe-sio2沉积、pe-sio2刻蚀和注入al离子，使a品表面形成浅p+grid层3，a品外部形成pe-sio2层8；所述步骤②中al离子的注入浓度为1e16/cm～1.8e16/cm。

所述步骤③中通过lpvcd沉积在b品的浅p+grid层外部形成lp-sio2垫层6。

所述步骤④中lp-sio2-spacer层7位于位于浅p+grid层3的两侧外部。

所述步骤④中对lp-sio2垫层6通过干法刻蚀形成lp-sio2-spacer层7。

所述步骤⑤中对d品注入al离子将两侧lp-sio2-spacer层7之间的浅p+grid层3转化为深p-grid层2，然后依次采用sbd光罩、metal光罩进行刻蚀，消除d品外部的lp-sio2-spacer层7和pe-sio2层8，并形成离子注入层5，得成品；所述步骤⑤中al离子的注入浓度为5e15/cm～1e16/cm。

常规sic二极管的制备工艺为：先利用jte光罩沉积sio2、刻蚀sio2和注入al离子形成jte结构300，然后利用p-grid光罩沉积sio2、刻蚀sio2和注入al离子形成深p-grid结构100，再利用ohmic光罩沉积sio2、刻蚀sio2和沉积金属ni形成ni-ohmic结构200，最后依次采用sbd光罩和metal光罩进行刻蚀，形成离子注入结构400，得到成品；成品结构如图2所示。

本发明的工作原理：本发明通过先在sic衬底1上通过光刻形成浅p+grid层3，再通过沉积和刻蚀在浅p+grid层3的外部形成lp-sio2-spacer层7，然后通过注入al离子使中部的浅p+grid层3形成与常规深p-grid结构100相同的深p-grid层2，而两侧的浅p+grid层3则在lp-sio2-spacer层7的作用下保持原状，进而使sic二极管在制备后能够同时形成深p-grid层2和浅p+grid层3，并利用浅p+grid层3代替现有ni-ohmic结构200起到提高sic二极管正向浪涌电流的效果。且浅p+grid层3和深p-grid层2在加工时仅需一次光刻工艺便能成型，相比现有的深p-grid结构100无需增加光罩数量，且相比现有的ni-ohmic结构200能够减少一道ohmic光罩，有效缩短了对sic二极管的生产周期并降低其生产成本。