衬底减薄可以大幅提升SiC结势垒肖特基(JBS)二极管的电流密度,但减薄工艺和减薄引入的激光退火工艺仍面临巨大挑战。使用不同型号的金刚砂轮模拟了SiC衬底减薄精磨过程,研究了精磨后SiC衬底的界面质量;同时,使用波长为355 nm的紫外激光器退火Ni/4H-SiC结构,分析了激光能量密度对欧姆接触的性能影响;最后,结合减薄工艺和激光退火工艺制备了厚度为100μm的1 200 V/15 A SiC JBS二极管。结果表明,使用超精细砂轮精磨SiC衬底后,其表面粗糙度为1.26 nm,纵向损伤层厚度约为60 nm;当激光能量密度为1.8 J/cm^(2)时,能形成良好的欧姆接触,比接触电阻率为7.42×10^(-5)Ω·cm^(2);厚度减薄至100μm的1 200 V/15 A SiC JBS二极管在不损失阻断性能的情况下,其正向导通压降比未减薄的减小了0.15 V,电流密度提升了41.27%。
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