深圳基本半導(dǎo)體的該項(xiàng)專利技術(shù)可以使得器件芯片區(qū)的面積利用率更高，獲得更大的面積因子，從而提高器件的正向電流密度，并且沒有對(duì)器件中其他電學(xué)特性造成影響。

集微網(wǎng)消息，近日“芯力量·云路演”第八期正式開始，其中參與路演的基本半導(dǎo)體的碳化硅二極管性能已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際一流水平，迎來了參會(huì)人員的一致好評(píng)，并且在投資機(jī)構(gòu)的選票環(huán)節(jié)穩(wěn)居第一，那么今天就帶大家來看一下基本半導(dǎo)體的碳化硅二極管有什么過人之處吧。

碳化硅結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管(或稱為“ SiC JBS器件”)具有芯片區(qū)和終端區(qū)。其中，芯片區(qū)的P型離子注入摻雜區(qū)(可簡(jiǎn)稱“ Pgrid”)是阻止電流通過的區(qū)域，在器件反向關(guān)斷時(shí)，Pgrid會(huì)因?yàn)镻N結(jié)加反向電壓的原因而擴(kuò)寬PN結(jié)耗盡區(qū)寬度，從而關(guān)斷電流，實(shí)現(xiàn)器件反向電流截止特性；芯片區(qū)的其它區(qū)域?yàn)殡娏鲗?dǎo)通區(qū)域。

當(dāng)前SiC JBS的主流器件中，Pgrid的結(jié)構(gòu)大多設(shè)計(jì)成如圖1（左）所示的正六邊形和如圖1（右）所示的長(zhǎng)條形狀，然而這兩種主流的設(shè)計(jì)在面積的利用上仍有欠缺，面積因子有待提高。

圖1 傳統(tǒng)SiC JBS器件的Pgrid結(jié)構(gòu)示意圖

為了解決上述問題，基本半導(dǎo)體申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“一種碳化硅結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01810622789.2），申請(qǐng)人為深圳基本半導(dǎo)體有限公司。

該專利提出了一種通過改善P型離子注入摻雜區(qū)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，來提高面積因子的碳化硅結(jié)勢(shì)壘肖特基二極管，以克服現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)面積利用率不高的問題。

圖2 改良后SIC JBS器件的Pgrid結(jié)構(gòu)示意圖

本專利改良后的SIC JBS器件的Pgrid結(jié)構(gòu)示意圖如上所示，P型離子注入摻雜區(qū)的形狀主要有正方形和正八邊形兩種，并且正八邊形P型離子注入摻雜區(qū)21和正方形P型離子注入摻雜區(qū)22等間距交替排列形成對(duì)稱圖案，該圖案還同時(shí)滿足中心對(duì)稱和軸對(duì)稱(對(duì)稱軸如圖2中虛線所示)。

在圖2中所標(biāo)示的正方形22和正八邊形21，是兩個(gè)相鄰的Pgrid，正方形的兩條平行邊a、b與正八邊形的其中兩條平行邊c、d相互平行。正八邊形P型離子注入摻雜區(qū)21和正方形P型離子注入摻雜區(qū)22之間的間距S是指的相鄰正方形和正八邊形之間距離最近的兩條平行邊之間的距離，例如邊a和邊c之間的距離。

而且還可以根據(jù)產(chǎn)品性能要求(例如正向?qū)娏骱头聪驌舸╇妷旱男枨?設(shè)計(jì)合適的間距S。間距S越大則正向電流越大，但反向擊穿電壓會(huì)降低，設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合兼顧這兩個(gè)因素。

圖3 Pgrid結(jié)構(gòu)的SIC JBS器件芯片區(qū)剖面圖

圖3為具有圖2中 Pgrid結(jié)構(gòu)的SIC JBS器件芯片區(qū)剖面示意圖，各P型離子注入摻雜區(qū)2具有相同的縱向厚度h。上圖中的芯片區(qū)從上至下依次為Ni/Ti/Al金屬層1、P型離子注入摻雜區(qū)2、SIC n-漂移層3、SIC n+緩沖層4、4H-SIC襯底5以及Ni/Ti/Ag金屬層6。

與傳統(tǒng)的六邊形Pgrid和長(zhǎng)條形Pgrid的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相比，在寬度W和間距S相同的情況下，本發(fā)明的正八邊形結(jié)合正方形排列組合的Pgrid結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以使得器件芯片區(qū)的面積利用率更高，獲得更大的面積因子，從而提高器件的正向電流密度，并且沒有對(duì)器件中其他電學(xué)特性造成影響。

基本半導(dǎo)體是中國(guó)第三代半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，致力于碳化硅功率器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。通過引進(jìn)海歸人才和外籍專家，基本半導(dǎo)體建立了一支國(guó)際一流的高層次創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，并且以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，基本半導(dǎo)體矢志推動(dòng)中國(guó)在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)彎道超車。