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

集微網消息，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體的碳化硅二極管性能已經達到了國際一流水平，迎來了參會人員的一致好評，并且在投資機構的選票環節穩居第一，那么今天就帶大家來看一下基本半導體的碳化硅二極管有什么過人之處吧。

碳化硅結勢壘肖特基二極管(或稱為“ SiC JBS器件”)具有芯片區和終端區。其中，芯片區的P型離子注入摻雜區(可簡稱“ Pgrid”)是阻止電流通過的區域，在器件反向關斷時，Pgrid會因為PN結加反向電壓的原因而擴寬PN結耗盡區寬度，從而關斷電流，實現器件反向電流截止特性；芯片區的其它區域為電流導通區域。

當前SiC JBS的主流器件中，Pgrid的結構大多設計成如圖1（左）所示的正六邊形和如圖1（右）所示的長條形狀，然而這兩種主流的設計在面積的利用上仍有欠缺，面積因子有待提高。

圖1 傳統SiC JBS器件的Pgrid結構示意圖

為了解決上述問題，基本半導體申請了一項名為“一種碳化硅結勢壘肖特基二極管”的發明專利（申請號：201810622789.2），申請人為深圳基本半導體有限公司。

該專利提出了一種通過改善P型離子注入摻雜區結構設計，來提高面積因子的碳化硅結勢壘肖特基二極管，以克服現有的結構設計面積利用率不高的問題。

圖2 改良后SIC JBS器件的Pgrid結構示意圖

本專利改良后的SIC JBS器件的Pgrid結構示意圖如上所示，P型離子注入摻雜區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21和正方形P型離子注入摻雜區22等間距交替排列形成對稱圖案，該圖案還同時滿足中心對稱和軸對稱(對稱軸如圖2中虛線所示)。

在圖2中所標示的正方形22和正八邊形21，是兩個相鄰的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21和正方形P型離子注入摻雜區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。

而且還可以根據產品性能要求(例如正向導通電流和反向擊穿電壓的需求)設計合適的間距S。間距S越大則正向電流越大，但反向擊穿電壓會降低，設計時需要綜合兼顧這兩個因素。

圖3 Pgrid結構的SIC JBS器件芯片區剖面圖

圖3為具有圖2中 Pgrid結構的SIC JBS器件芯片區剖面示意圖，各P型離子注入摻雜區2具有相同的縱向厚度h。上圖中的芯片區從上至下依次為Ni/Ti/Al金屬層1、P型離子注入摻雜區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。

與傳統的六邊形Pgrid和長條形Pgrid的結構設計相比，在寬度W和間距S相同的情況下，本發明的正八邊形結合正方形排列組合的Pgrid結構設計，可以使得器件芯片區的面積利用率更高，獲得更大的面積因子，從而提高器件的正向電流密度，并且沒有對器件中其他電學特性造成影響。

基本半導體是中國第三代半導體行業領軍企業，致力于碳化硅功率器件的研發與產業化。通過引進海歸人才和外籍專家，基本半導體建立了一支國際一流的高層次創新團隊，并且以創新驅動產業升級，基本半導體矢志推動中國在第三代半導體領域實現彎道超車。