本申請(qǐng)屬于高壓sic器件領(lǐng)域，特別涉及一種高壓sic?溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)及sic器件。

背景技術(shù)：

1、碳化硅（sic）結(jié)勢(shì)壘肖特基（junction?barrier?schottky,?jbs）二極管結(jié)合了肖特基二極管（sbd）和pn結(jié)二極管的優(yōu)點(diǎn)，通過在高電場(chǎng)區(qū)域引入p+區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)肖特基勢(shì)壘的靜電屏蔽，從而顯著降低反向漏電流并提高擊穿電壓。其核心原理是在肖特基金屬接觸下方交替布置p+區(qū)和n-漂移區(qū)，當(dāng)器件反偏時(shí)，p+區(qū)與n-漂移區(qū)形成耗盡層，將肖特基接觸處的高電場(chǎng)轉(zhuǎn)移到pn結(jié)內(nèi)部，避免肖特基勢(shì)壘因強(qiáng)電場(chǎng)引發(fā)隧穿效應(yīng)而導(dǎo)致漏電增加。這種結(jié)構(gòu)使得sic?jbs二極管兼具高開關(guān)速度和低反向漏電流的特性，適用于高頻、高壓應(yīng)用場(chǎng)景。

2、但是p+區(qū)的屏蔽效果與其幾何參數(shù)密切相關(guān)，尤其是結(jié)深和間距。當(dāng)p+區(qū)的間距過大時(shí)，p+區(qū)之間的n-漂移區(qū)會(huì)形成類似vd-mos中的jfet區(qū)，該區(qū)域的電場(chǎng)無法被p+區(qū)完全耗盡，使得部分電場(chǎng)仍集中在肖特基界面，導(dǎo)致漏電流增加。

3、當(dāng)p+區(qū)的結(jié)深過淺時(shí)，淺結(jié)深的p+區(qū)難以形成足夠厚的耗盡層，無法有效“拉低”肖特基接觸處的峰值電場(chǎng)，從而削弱屏蔽作用。此時(shí)，器件的反向阻斷能力下降，高溫下的漏電流可能顯著上升。

4、而且p+區(qū)結(jié)深過深或摻雜濃度過高時(shí)，雖然能增強(qiáng)電場(chǎng)屏蔽效果，但會(huì)引入額外的體電阻，導(dǎo)致正向?qū)〒p耗（靜態(tài)損耗）增加。深結(jié)p+區(qū)會(huì)壓縮n-漂移區(qū)的有效導(dǎo)通橫截面積，增加載流子輸運(yùn)路徑的電阻，尤其在低電流密度下，導(dǎo)通壓降（vf）顯著上升。

5、過深的p+區(qū)可能在正向偏壓下引發(fā)顯著的少子注入，導(dǎo)致器件表現(xiàn)出類似pin二極管的雙極導(dǎo)通特性，雖然能降低導(dǎo)通電阻，但會(huì)引入額外的開關(guān)損耗和反向恢復(fù)電荷，抵消了肖特基二極管“單極器件”的優(yōu)勢(shì)。

6、因此，需要一種高壓sic?溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，能夠解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N高壓sic?溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)及sic器件，采用多級(jí)溝槽的結(jié)構(gòu)，提高了靜電屏蔽效果的同時(shí)，降低了jbs的體電阻。

2、本申請(qǐng)所要達(dá)到的技術(shù)效果通過以下方案實(shí)現(xiàn)：

3、根據(jù)本申請(qǐng)的第一方面，提供一種高壓sic?溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，包括肖特基接觸區(qū)域，所述肖特基接觸區(qū)域設(shè)置有若干屏蔽結(jié)構(gòu)，所述屏蔽結(jié)構(gòu)包括垂直布置的多級(jí)溝槽，在最底部溝槽的外部設(shè)置有p+掩蔽層。

4、優(yōu)選地，所述多級(jí)溝槽垂直排布，所述多級(jí)溝槽至少為兩級(jí)。

5、優(yōu)選地，所述多級(jí)溝槽中的溝槽直徑自上而下依次減小。

6、優(yōu)選地，所述多級(jí)溝槽中填充有導(dǎo)體材料，所述導(dǎo)體材料通過氧化層與肖特基接觸區(qū)域絕緣隔離。

7、優(yōu)選地，所述導(dǎo)體材料為多晶硅。

8、優(yōu)選地，所述氧化層為二氧化硅。

9、優(yōu)選地，所述氧化層的厚度為50~200nm。

10、優(yōu)選地，所述p+掩蔽層包裹最底部溝槽的側(cè)面及底部。

11、優(yōu)選地，所述p+掩蔽層的厚度為0.2~0.4um。

12、根據(jù)本申請(qǐng)的第二方面，提供一種高壓sic器件，采用上述高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)。

13、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，采用本高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)的有益效果在于：

14、通過引入多級(jí)溝槽，增加了底部p+掩蔽層對(duì)肖特基勢(shì)壘接觸的靜電屏蔽效果的同時(shí)，拓寬了jfet區(qū)域的寬度，不僅降低了溝槽jbs漏電流，而且降低了jbs的體電阻；

15、溝槽中的多晶硅與陰極相連，能夠增強(qiáng)反向阻斷時(shí)的靜電屏蔽效果，而且在正向?qū)〞r(shí)能夠降低jfet區(qū)的體電阻。

技術(shù)特征：

1.一種高壓sic?溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，包括肖特基接觸區(qū)域，其特征在于，所述肖特基接觸區(qū)域設(shè)置有若干屏蔽結(jié)構(gòu)，所述屏蔽結(jié)構(gòu)包括垂直布置的多級(jí)溝槽，在最底部溝槽的外部設(shè)置有p+掩蔽層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多級(jí)溝槽垂直排布，所述多級(jí)溝槽至少為兩級(jí)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多級(jí)溝槽中的溝槽直徑自上而下依次減小。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多級(jí)溝槽中填充有導(dǎo)體材料，所述導(dǎo)體材料通過氧化層與肖特基接觸區(qū)域絕緣隔離。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)體材料為多晶硅。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氧化層為二氧化硅。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述氧化層的厚度為50~200nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述p+掩蔽層包裹最底部溝槽的側(cè)面及底部。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述p+掩蔽層的厚度為0.2~0.4um。

10.一種高壓sic器件，其特征在于，采用權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的高壓sic溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了一種高壓SIC溝槽型結(jié)勢(shì)壘肖特基器件結(jié)構(gòu)，包括肖特基接觸區(qū)域，所述肖特基接觸區(qū)域設(shè)置有若干屏蔽結(jié)構(gòu)，所述屏蔽結(jié)構(gòu)包括垂直布置的多級(jí)溝槽，在最底部溝槽的外部設(shè)置有P+掩蔽層。通過引入多級(jí)溝槽，增加了底部P+掩蔽層對(duì)肖特基勢(shì)壘接觸的靜電屏蔽效果的同時(shí)，拓寬了JFET區(qū)域的寬度，不僅降低了溝槽JBS漏電流，而且降低了JBS的體電阻；溝槽中的多晶硅與陰極相連，能夠增強(qiáng)反向阻斷時(shí)的靜電屏蔽效果，而且在正向?qū)〞r(shí)能夠降低JFET區(qū)的體電阻。

技術(shù)研發(fā)人員：周霖,劉建華,吳曉麗
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇昕感科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/8/25