CN104037237B - 一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅sbd器件 - Google Patents
一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅sbd器件 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104037237B CN104037237B CN201410166401.4A CN201410166401A CN104037237B CN 104037237 B CN104037237 B CN 104037237B CN 201410166401 A CN201410166401 A CN 201410166401A CN 104037237 B CN104037237 B CN 104037237B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- groove
- ion implanted
- implanted region
- epitaxial layer
- floating junction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title abstract 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 claims description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 13
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 abstract 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010020843 Hyperthermia Diseases 0.000 description 1
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000036031 hyperthermia Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/86—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
- H01L29/861—Diodes
- H01L29/872—Schottky diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/02—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/06—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
- H01L29/0603—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
- H01L29/0607—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration
- H01L29/0611—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices
- H01L29/0615—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE]
- H01L29/0619—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions for preventing surface leakage or controlling electric field concentration for increasing or controlling the breakdown voltage of reverse biased devices by the doping profile or the shape or the arrangement of the PN junction, or with supplementary regions, e.g. junction termination extension [JTE] with a supplementary region doped oppositely to or in rectifying contact with the semiconductor containing or contacting region, e.g. guard rings with PN or Schottky junction
- H01L29/0623—Buried supplementary region, e.g. buried guard ring
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
本发明涉及一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其包括金属、SiO2隔离介质、沟槽、一次N‑外延层、P+离子注入区、二次N‑外延层、N+衬底区和欧姆接触区，其中，所述P+离子注入区处于二次N‑外延层的表面，肖特基接触区的所述沟槽与P+离子注入区上下对齐，形状相同，或者与非P+离子注入区上下对齐，形状相同本发明具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，既有沟槽式碳化硅SBD肖特基接触面积大，正向导通电流大的优点，又有浮动结碳化硅SBD击穿电压大的优点。
Description
技术领域
本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件。
背景技术
碳化硅材料比Si具有更优良的电学性能，这使它十分适合于高压、大功率以及高频等领域。而它的发展步伐已经超过其他宽禁带半导体，比其他宽禁带半导体有更广泛的应用。
SiC材料禁带宽度大，可达到3eV以上。临界击穿电场可达到2MV/cm以上，比。SiC材料热导率高(4.9W/cm.K左右)，并且器件耐高温，比Si更适合于大电流器件。SiC载流子寿命短，只有几纳秒到几百纳秒。SiC材料的抗辐照特性也十分优秀，辐射引入的电子-空穴对比Si材料要少得多。因此，SiC优良的物理特性使得SiC器件在航空航天电子，高温辐射恶劣环境、军用电子无线通信、雷达、汽车电子、大功率相控阵雷、射频RF等领域有广泛的应用，并且在未来的新能源领域有极其良好的应用前景。
浮动结结构可以将相同掺杂浓度下的器件的击穿电压提高近一倍，SiC浮动结器件已经在实验室由T Hatakeyama等人首次制造成功。肖特基二极管中由于其低压降和大电流在功率器件中被广泛应用。为了实现更大的电流，90年代就有人提出了SiC沟槽式的肖特基二极管(TSBD)。沟槽式的肖特基二极管大大增加了肖特基接触的面积，实现了更低的压降和更大的电流。
但是浮动结碳化硅肖特基二极管(SiC FJ-SBD)，在器件的外延层中引入的埋层，变窄了正向导通电流的导电沟道，器件的正向导通电流变小，常规的条形埋层使浮动结处的导电沟道只有原来的1/2左右。而沟槽式碳化硅SBD的沟槽拐角处导致了器件在反向电压的作用下引入峰值电场，降低了器件的击穿电压。
引入块状的浮动结埋层可以增大沟通沟道，进而增大正向电流，但是块状的部分依然会在一定程度上阻塞导通电流路径。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，用以克服上述技术缺陷。
为实现上述目的，本发明提供一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其包括金属、SiO2隔离介质、沟槽、一次N-外延层、P+离子注入区、二次N-外延层、N+衬底区和欧姆接触区，其中，
所述P+离子注入区处于二次N-外延层的表面，肖特基接触区的所述沟槽与P+离子注入区上下对齐，形状相同，或者与非P+离子注入区上下对齐，形状相同。
进一步，所述的沟槽与P+离子注入区形状相同，面积相等，且沟槽与此沟槽下方的块状P+离子注入区的边缘对齐。
进一步，所述的沟槽与非P+离子注入区形状相同，面积相等，且沟槽与此沟槽下方的非P+离子注入区的边缘对齐。
进一步，所述N-外延层最上端到底面的厚度为20μm，其中掺杂浓度为1x1015cm-3～1x1016cm-3，一次N-外延层的厚度为5～15μm；所述P+离子注入区的掺杂浓度为1x1018cm-3～1x1019cm-3，厚度为0.4～0.6μm；沟槽的深度为1～3μm。
本发明还提供一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，其包括金属、SiO2隔离介质、沟槽、一次N-外延层、P+离子注入区、二次N-外延层、N+衬底区和欧姆接触区，其中，
所述P+离子注入区处于二次N-外延层的表面，浮动结采用环形的块状埋层；沟槽与P+离子注入区的环外边缘上下对齐，形状相同；或者非沟槽区采用实心形状，且与P+离子注入区的环外边缘上下对齐，形状相同。
进一步，所述沟槽采用实心形状，与P+离子注入区的环的形状相同，沟槽与此沟槽下方的块状P+离子注入区的环的外边缘对齐，且与环外边缘的图形的面积相等。
进一步，肖特基接触区的非沟槽区与P+离子注入区的环的形状相同，非沟槽区与此非沟槽区下方的块状P+离子注入区的环的外边缘对齐，且与环外边缘的图形的面积相等。
进一步，所述N-外延层最上端到底面的厚度为20μm，其中掺杂浓度为1x1015cm-3～1x1016cm-3，一次N-外延层的厚度为5～15μm；所述P+离子注入区的掺杂浓度为1x1018cm-3～1x1019cm-3，厚度为0.4～0.6μm；沟槽的深度为1～3μm。
进一步，所述P+离子注入区块状的形状是圆环形、三角环形、方环形或六棱环形。
进一步，所述金属和SiO2隔离介质位于二次N-外延层上方；金属和SiO2隔离介质相邻。
与现有技术相比较本发明的有益效果在于：本发明具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，既有沟槽式碳化硅SBD肖特基接触面积大，正向导通电流大的优点，又有浮动结碳化硅SBD击穿电压大的优点。
本发明提供的器件引入了环形块状埋层，相对于传统的条状埋层，导电沟道宽，正向导通电流更大。
本发明提供的器件引入了环形块状埋层，相对于块状埋层，进一步增大了导电沟道，正向导通电流更大。
本发明提供的器件具有耐高温、耐高压、开关时间短和抗辐射能力强等优点，可应用于汽车电子、航空航天电子和电力电子领域。
附图说明
图1a为本发明当沟槽与P+离子注入区上下对齐时，具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的剖面示意图；
图1b为本发明当沟槽与P+离子注入区上下对齐时，具有圆环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的俯视图；
图2为本发明当沟槽与非P+离子注入区上下对齐时，具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的剖面示意图；
图3为本发明当沟槽与非P+离子注入区上下对齐时，具有圆环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的俯视图；
图4为本发明当实心沟槽与P+离子注入区上下对齐时，具有圆环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的剖面示意图；
图5为本发明当实心沟槽与P+离子注入区上下对齐时，具有圆环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的俯视图；
图6为本发明当实心非沟槽区与P+离子注入区上下对齐时，具有圆环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的剖面示意图；
图7为本发明当实心非沟槽区与P+离子注入区上下对齐时，具有圆环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的俯视图；
图8为本发明当沟槽与P+离子注入区上下对齐时，具有三角环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的俯视图；
图9为本发明当沟槽与P+离子注入区上下对齐时，具有方环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的俯视图；
图10为本发明当沟槽与P+离子注入区上下对齐时，具有六棱环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的俯视图。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
请参阅图1a所示，本发明具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件包括，金属1、SiO2隔离介质2、沟槽3、一次N-外延层4、P+离子注入区5、二次N-外延层6、N+衬底区7、欧姆接触区8。
请结合图1b所示，所述N+衬底7是N型SiC衬底片；所述一次N-外延层4位于N+衬底7之上，厚度为5～15μm，其中氮离子的掺杂浓度为掺杂浓度为1x1015cm-3～1x1016cm-3。
P+离子注入区5位于一次N-外延层4表面，掺杂浓度为1x1018cm-3～1x1019cm-3，离子注入深度为0.4～0.6μm。二次N-外延层6位于一次N-外延层4上方，厚度是5～15μm掺杂浓度为1x1015cm-3～1x1016cm-3。一次N-外延层4和二次N-外延层6的总厚度为20μm。
所述金属1和SiO2隔离介质2位于二次N-外延层6上方。金属1和SiO2隔离介质2相邻，且金属与和SiO2隔离介质2有相重合之处12。沟槽3的深度为1～3μm，位于金属1下方，所述金属和沟槽3具有重合处13，二次N-外延层6的表面。
本发明在块状埋层碳化硅SBD的基础上进行了改进，将块状埋层设置为环形的块状埋层，正向导通电流有两种导通路径，一种是环外，另一种是环内。环形的块状埋层将环内部分在正向偏压下也利用起来，增大了碳化硅SBD的导电沟道，碳化硅SBD的正向电流增大，但环状埋层碳化硅SBD的反向击穿电压和块状埋层碳化硅SBD相似。
所述P+离子注入区掺杂浓度为1x1018cm-3～1x1019cm-3，由于环形P+离子注入区中环的内边缘到外边缘较窄，P+离子注入区需要重掺杂以防止在高反向偏压下被穿通。
请参见图1a、图1b、图2和图3所示，在图1a和图1b中沟槽3与P+离子注入区5形状相同，上下对齐；在图2和图3中沟槽3与P+离子注入区5完全错开使沟槽3与非P+离子注入区5形状相同，上下对齐。
上述两种情况会引起沟槽3形状的改变，前者沟槽3与P+离子注入区5形状相同，而后者中非沟槽3区才与与P+离子注入区5形状相同。这两种排列方式，器件中的反向峰值电场上下对齐，故对器件的击穿电压相似，而器件的正向导通电流不同。
请参见图1a、图1b和图4、图5，在图1a和图1b中沟槽3与P+离子注入区5形状相同，上下对齐；而在图3和图4中沟槽3边缘只和P+离子注入区5环的外边缘形状相同，上下对齐，而沟槽3采用实心形状。
这两种排列方式中，器件的峰值电场主要集中在环的外边缘，而两种排列方式中沟槽3的边缘都与埋层中环的外边缘上下对齐，故器件的击穿电压变化不大。沟槽3的形状的改变，使这两种排列方式中器件的正向导通电流不同。
请参见图4、图5和图6、图7所示，在图3和图4中沟槽3边缘和P+离子注入区5环的外边缘形状相同，上下对齐，沟槽3采用实心形状。在图5和图6中非沟槽3区边缘和P+离子注入区5环的外边缘形状相同，上下对齐，非沟槽3区采用实心形状。两种排列方式中沟槽3的边缘都与埋层中环的外边缘上下对齐，故器件的击穿电压变化不大。但是沟槽3的位置完全错开，使这两种排列方式中器件的正向导通电流不同。
请参见图1b、图8、图9和图10所示，在图1b中P+离子注入区5块状埋层的排列方式是平行多行排列的圆环形，图8中P+离子注入区5块状埋层的排列方式是平行多行排列的三角环形，图9中P+离子注入区5块状埋层的排列方式是平行多行排列的方环形，图10中P+离子注入区5块状埋层的排列方式是平行多行排列的六棱环形。
正向导通电流取决于块状埋层面积，块状埋层的面积越小，正向导通电流越大。埋层面积取决于块状埋层的形状、密度、尺寸等因素。反向击穿电压在也与上述因素有关，在块状埋层排列方式相同时，圆环形块状埋层的器件击穿电压最大，其次是三角环形块状埋层的器件击穿电压，然后是方环形块状埋层的器件击穿电压，六棱环形块状埋层的器件击穿电压最小。这四种形状的块状埋层除多行平行排列以外，还可以有其他多种排列方式，可根据实际情况进行选择。
实施例一：
请参照图1a和图1b，本发明中具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的结构如下：
所述N+衬底是N型SiC衬底片；一次N-外延层位于N+衬底之上，P+离子注入区位于一次N-外延层表面；二次N-外延层位于一次N-外延层上方。
金属和SiO2隔离介质位于二次N-外延层上方，金属和SiO2隔离介质相邻，且金属与和SiO2隔离介质有相重合之处。沟槽位于金属下方，二次N-外延层的表面。
一次N-外延层的厚度为5μm，其中氮离子的掺杂浓度为掺杂浓度为1x1016cm-3。P+离子注入区的掺杂浓度为1x1018cm-3，离子注入深度为0.6μm。二次N-外延层厚度是15μm掺杂浓度为1x1016cm-3。沟槽的深度为1μm。
肖特基接触区的沟槽与P+离子注入区形状相同，上下对齐。P+离子注入区为圆环形块状埋层。
实施例二：
请参照图1a和图10，本发明中具有环形块状埋层的沟槽式浮动结SiCSBD器件的结构如下：
N+衬底是N型SiC衬底片；一次N-外延层位于N+衬底之上。P+离子注入区位于一次N-外延层表面。二次N-外延层位于一次N-外延层上方。金属和SiO2隔离介质位于二次N-外延层上方。
金属和SiO2隔离介质相邻，且金属与和SiO2隔离介质有相重合之处；沟槽位于金属下方，二次N-外延层的表面。
一次N-外延层的厚度为10μm，其中氮离子的掺杂浓度为掺杂浓度为5x1015cm-3。P+离子注入区的掺杂浓度为3x1018cm-3，离子注入深度为0.5μm。二次N-外延层厚度是10μm，掺杂浓度为5x1015cm-3。沟槽的深度为2μm。
肖特基接触区的沟槽与P+离子注入区形状相同，上下对齐。P+离子注入区为六棱环形块状埋层。
实施例三：
请参照图6和图7，本发明中具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件的结构参数如下：
N+衬底是N型SiC衬底片；一次N-外延层位于N+衬底之上。P+离子注入区位于一次N-外延层表面。二次N-外延层位于一次N-外延层上方。金属和SiO2隔离介质位于二次N-外延层上方。
金属和SiO2隔离介质相邻，且金属与和SiO2隔离介质有相重合之处。沟槽位于金属下方，二次N-外延层的表面。
一次N-外延层的厚度为5μm，其中氮离子的掺杂浓度为掺杂浓度为3x1015cm-3。P+离子注入区的掺杂浓度为1x1019cm-3，离子注入深度为0.4μm。二次N-外延层厚度是15μm掺杂浓度为3x1015cm-3。沟槽的深度为3μm。
肖特基接触区的实心非沟槽区与环形P+离子注入区的外边缘上下对齐，形状相同。P+离子注入区为圆环形块状埋层。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，其包括金属、SiO2隔离介质、沟槽、一次N-外延层、P+离子注入区、二次N-外延层、N+衬底区和欧姆接触区，其中，
所述P+离子注入区处于二次N-外延层的表面，肖特基接触区的所述沟槽与P+离子注入区上下对齐，形状相同，或者与非P+离子注入区上下对齐，形状相同。
2.根据权利要求1所述的具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，所述的沟槽与P+离子注入区形状相同，面积相等，且沟槽与此沟槽下方的块状P+离子注入区的边缘对齐。
3.根据权利要求1或2所述的具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，所述的沟槽与非P+离子注入区形状相同，面积相等，且沟槽与此沟槽下方的非P+离子注入区的边缘对齐。
4.根据权利要求3所述的具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，所述一次外延层和二次外延层的总厚度为20μm，其中掺杂浓度为1x1015cm-3～1x1016cm-3，一次N-外延层的厚度为5～15μm；所述P+离子注入区的掺杂浓度为1x1018cm-3～1x1019cm-3，厚度为0.4～0.6μm；沟槽的深度为1～3μm。
5.一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，其包括金属、SiO2隔离介质、沟槽、一次N-外延层、P+离子注入区、二次N-外延层、N+衬底区和欧姆接触区，其中，
所述P+离子注入区处于二次N-外延层的表面，浮动结采用环形的块状埋层；沟槽与P+离子注入区的环外边缘上下对齐，形状相同；或者非沟槽区采用实心形状，且与P+离子注入区的环外边缘上下对齐，形状相同。
6.根据权利要求5所述的具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，所述沟槽采用实心形状，与P+离子注入区的环的形状相同，沟槽与此沟槽下方的块状P+离子注入区的环的外边缘对齐，且与环外边缘的图形的面积相等。
7.根据权利要求5或6所述的具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，肖特基接触区的非沟槽区与P+离子注入区的环的形状相同，非沟槽区与此非沟槽区下方的块状P+离子注入区的环的外边缘对齐，且与环外边缘的图形的面积相等。
8.根据权利要求7所述的具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，所述一次外延层和二次外延层的总厚度为20μm，其中掺杂浓度为1x1015cm-3～1x1016cm-3，一次N-外延层的厚度为5～15μm；所述P+离子注入区的掺杂浓度为1x1018cm-3～1x1019cm-3，厚度为0.4～0.6μm；沟槽的深度为1～3μm。
9.根据权利要求7所述的具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，所述P+离子注入区块状的形状是圆环形、三角环形、方环形或六棱环形。
10.根据权利要求7所述的具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅SBD器件，其特征在于，所述金属和SiO2隔离介质位于二次N-外延层上方；金属和SiO2隔离介质相邻。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410166401.4A CN104037237B (zh) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅sbd器件 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410166401.4A CN104037237B (zh) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅sbd器件 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104037237A CN104037237A (zh) | 2014-09-10 |
| CN104037237B true CN104037237B (zh) | 2017-01-18 |
Family
ID=51467939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410166401.4A Active CN104037237B (zh) | 2014-04-21 | 2014-04-21 | 一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅sbd器件 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104037237B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107731891A (zh) * | 2016-08-14 | 2018-02-23 | 朱江 | 一种沟槽肖特基半导体装置 |
| CN109065540A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-12-21 | 中国科学院半导体研究所 | 一种集成SBD的SiC UMOSFET的结构及制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202948935U (zh) * | 2012-09-18 | 2013-05-22 | 桂林斯壮微电子有限责任公司 | 一种掩埋pn结势垒肖特基二极管 |
| CN103247671A (zh) * | 2013-04-29 | 2013-08-14 | 西安电子科技大学 | 一种具有块状浮动结的碳化硅sbd器件及其制造方法 |
| CN103443925A (zh) * | 2010-12-28 | 2013-12-11 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005229071A (ja) * | 2004-02-16 | 2005-08-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ショットキーバリアダイオード |
| JP2014053392A (ja) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ワイドギャップ半導体装置およびその製造方法 |
-
2014
- 2014-04-21 CN CN201410166401.4A patent/CN104037237B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103443925A (zh) * | 2010-12-28 | 2013-12-11 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
| CN202948935U (zh) * | 2012-09-18 | 2013-05-22 | 桂林斯壮微电子有限责任公司 | 一种掩埋pn结势垒肖特基二极管 |
| CN103247671A (zh) * | 2013-04-29 | 2013-08-14 | 西安电子科技大学 | 一种具有块状浮动结的碳化硅sbd器件及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104037237A (zh) | 2014-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105431946B (zh) | 具有平面状通道的垂直功率金氧半场效晶体管元胞 | |
| US10886396B2 (en) | Transistor structures having a deep recessed P+ junction and methods for making same | |
| CN104347689B (zh) | 双沟槽‑栅极绝缘栅双极晶体管结构 | |
| KR101802410B1 (ko) | SiC 와이드 트랜치형 정션 배리어 쇼트키 다이오드 및 그 제조방법 | |
| JP5781383B2 (ja) | パワー半導体デバイス | |
| CN106531813A (zh) | 半导体装置 | |
| JP6496992B2 (ja) | 半導体装置 | |
| CN104201212B (zh) | 具有块状沟槽和埋层的浮动结碳化硅sbd器件 | |
| CN116072710B (zh) | 双沟槽型SiC MOSFET元胞结构、器件及制备方法 | |
| US8946817B2 (en) | Semiconductor device with compensation regions | |
| CN104037237B (zh) | 一种具有环形块状埋层的沟槽式浮动结碳化硅sbd器件 | |
| US9704954B2 (en) | Semiconductor device and a method for forming a semiconductor device | |
| CN104157703A (zh) | 具有双金属的沟槽式浮动结碳化硅sbd器件 | |
| US10483384B2 (en) | Transistor device with high current robustness | |
| CN109728085A (zh) | 一种逆导型绝缘栅双极性晶体管 | |
| CN116093152A (zh) | 半导体器件 | |
| CN108695396A (zh) | 一种二极管及其制作方法 | |
| CN104037236B (zh) | 一种具有深沟槽的浮动结碳化硅sbd器件 | |
| US6696741B1 (en) | High breakdown voltage PN junction structure, and related manufacturing process | |
| CN113571575A (zh) | 碳化硅功率半导体器件和场效应晶体管 | |
| JP3456065B2 (ja) | 半導体装置 | |
| CN219513112U (zh) | 二极管器件 | |
| CN114651335B (zh) | 绝缘栅双极晶体管 | |
| JP7381028B2 (ja) | 窒化ガリウムパワーデバイス及びその製造方法 | |
| CN106158982B (zh) | 碳化硅接面能障萧特基整流器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |