CN105185820B - 一种基于碳化硅的半导体断路开关及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于碳化硅的半导体断路开关的制备方法，包括以下步骤：以碳化硅作为N+衬底，在其上依次外延生长掺磷的N基区、掺铝的P基区以及掺硼的重掺杂P+区；在所形成的器件两端分别加工形成阴极电极和阳极电极；采用机械切割斜角的方法执行台面造型和涂胶保护，由此完成半导体断路开关的制备过程；本发明还公开了采用该方法制得的两种基于碳化硅的半导体断路开关；通过本发明提供的制备方法所制得的半导体断路开关，其泵浦、关断和开关特征之间具有更大的折衷空间，在降低高重频条件下的散热要求同时提高高温条件下的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于半导体开关技术领域，更具体地，涉及一种基于碳化硅的半导体断路开关及其制备方法。
背景技术
半导体断路开关SOS(Semiconductor Opening Switch)是一种新型固体开关器件，最初是1991年俄罗斯电物理所的S.K.Lyubutin等人在利用高压二极管(SDL)作整流实验时发现的，使具有一定持续时间的正向电流和反向电流(电流密度高达几十kA/cm2，电流通过时间为几百个ns)通过p+-p-n-n+结构的半导体，反向电流的衰减时间降到了几十个ns。这种大电流密度在纳秒级时间内截断的现象被称为SOS效应。基于SOS开关的紧凑型全固态高重复频率脉冲功率源具有体积小、重量轻、造价低、寿命长等优点，在高重复频率和高能量传递效率方面有着巨大的发展潜力，相对同等功率水平的以高压气体开关为基础的脉冲功率源有很大竞争力。
然而，进一步的研究表明，对于基于硅的SOS半导体断路开关而言，其截断阻抗、截断时间、电压增益、输出脉冲半高宽以及能量传递效率等参数的优化存在局限，泵浦特性和断态特性之间折中受到硅材料的限制，使得总体性能存在极限，提高泵浦特性会对断态特性带来损失，而提高断态特性也会对泵浦特性带来损失；在此情况下，在本领域中亟需寻找更为完善的半导体断路开关及其制备方法，以便解决现有技术的上述问题，获得更高综合性能的半导体断路开关。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于碳化硅的半导体断路开关及其制备方法，采用碳化硅材料来制作半导体断路开关，提高器件的泵浦、关断和开关特征之间的折衷空间。
按照本发明的一个方面，提供了一种基于碳化硅的半导体断路开关的制备方法，包括下列步骤：
(1)以碳化硅为N+衬底，在N+衬底上外延生长掺磷的N基区，并在N基区上外延生长掺铝的P基区，获得第一中间件；
(2)在该第一中间件的P基区上外延生长掺硼的重掺杂P+区，获得第二中间件；
(3)在第二中间件的N+衬底与重掺杂P+区分别镀上金属，获得第三中间件；
将第三中间件置于氮气的氛围环境，在900℃～1050℃温度下退火5min～10min，形成第四中间件；其中，N+衬底所在端形成欧姆接触电极阴极端，重掺杂P+区所在端形成欧姆接触电极阳极端；
(4)对第四中间件的欧姆接触电极阴极端和欧姆接触电极阳极端进行台面加工，形成PN结倾斜面，倾斜角为40°～60°正斜角，再利用反应离子刻蚀工艺执行表面处理，形成台面；
(5)在步骤(4)所形成的台面上增加台面保护层；完成基于碳化硅的半导体断路开关制作。
优选的，步骤(5)中，通过在台面的表面涂上一层硅橡胶并放入125℃中烘干15min形成台面保护层。
优选地，步骤(1)中，外延生长的环境温度控制在1650℃～1850℃，掺磷的N基区的掺杂浓度为1014/cm3～1015/cm3，厚度为10μm～100μm；掺铝的P基区的掺杂浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以9*1014/(cm3·μm)～9*1015/(cm3·μm)的浓度梯度递增生长，厚度为10μm～100μm；形成第一种结构的第一中间件；
优选地，在步骤(1)中，外延生长的环境温度控制在1650℃～1850℃，掺磷的N基区的掺杂浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以9*1014/(cm3·μm)～9*1015/(cm3·μm)的浓度梯度递增生长，厚度为10μm～100μm；掺铝的P基区的掺杂浓度为1014/cm3～1015/cm3，厚度为10μm～100μm；形成第二种结构的第一中间件；
进一步优选地，步骤(2)中，掺硼的重掺杂P+区的掺杂浓度为1019/cm3，厚度为1μm～5μm。
进一步优选地，步骤(3)包括如下子步骤：
(3.1)采用缓冲氧化蚀刻剂去除N+衬底和重掺杂P+区表面的自然氧化层，并在真空环境下，采用磁控溅射法，以300W～450W功率，在N+衬底溅射一层100～200nm的金属镍；
(3.2)在真空环境下，采用磁控溅射法，以300W～400W功率，在重掺杂P+区依次溅射一层100～150nm的铝和一层25～50nm的钛；
采用镍制作阴极端欧姆接触电极，其比接触电阻小于10-6Ω·cm2；采用铝和钛作阳极端欧姆接触电极，其比接触电阻小于10-5Ω·cm2。
优选的，采用氟化氢溶液作为缓冲氧化蚀刻剂。
优选的，在步骤(3)形成欧姆接触电极之后，在两个欧姆接触电极均溅射一层金属保护膜，优选金属铝。
进一步优选地，若步骤(1)获得的是第一种结构的第一中间件，则对应的步骤(4)具体如下：
先采用机械切割成斜角的方法进行台面加工，将整个器件切割穿透，使器件倾斜面与重掺杂P+区阳极端面呈40°～60°正斜角；
利用反应离子刻蚀工艺执行表面处理，通过控制刻蚀速率和刻蚀环境来控制表面粗糙度，其中刻蚀功率ICP为400W～500W、偏置功率RF为120W～130W、CF4/O2的比率为15/22、气压为0.25Pa、温度T为0℃以及刻蚀时间1000s～2000s，实现优化的终端结构。
进一步优选地，若步骤(1)获得的是第二种结构的第一中间件，则对应的步骤(4)具体如下：
先采用机械切割成斜角的方法进行台面加工，将PN结切割穿透，使PN结倾斜面与N+衬底阴极端面呈40°～60°正斜角；
利用反应离子刻蚀工艺执行表面处理，通过控制刻蚀速率和刻蚀环境来控制表面粗糙度，其中刻蚀功率ICP为400W～500W、偏置功率RF为120W～130W、CF4/O2的比率为15/22、气压为0.25Pa、温度T为0℃、刻蚀时间1000s～2000s，实现优化的终端结构。
按照本发明的另一方面，提供了一种半导体断路开关，包括阴极端、阳极端，沿着所述阴极端到所述阳极端的纵向方向依次分布有由碳化硅构成的N+衬底、在该N+衬底上外延生长的掺磷的N基区、在该N基区上外延生长的掺铝的P基区，以及在该P基区上外延生长的掺硼的重掺杂P+区。
优选地，上述半导体断路开关的N+衬底的厚度为300μm～350μm；N基区的掺杂浓度为1014～1015/cm3，厚度为10μm～100μm；P基区的掺杂浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以9*1014/(cm3·μm)～9*1015/(cm3·μm)的浓度梯度递增，厚度为10μm～100μm；重掺杂P+区的掺杂浓度为1019/cm3，厚度为1μm～5μm，是第一种结构的半导体断路开关。
优选的，上述半导体断路开关的N+衬底的厚度为300μm～350μm；N基区的浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以9*1014/(cm3·μm)～9*1015/(cm3·μm)的浓度梯度递增，厚度为10μm～100μm；P基区的掺杂浓度为1014～1015/cm3，厚度为10μm～100μm；重掺杂P+区的掺杂浓度为1019/cm3，厚度为1μm～5μm，是第二种结构的半导体断路开关。
本发明针对半导体断路开关提出了两种结构的方案，第一种结构的N基区、P基区和重掺杂P+区的厚度是基于硅材料的3～10倍，具备更低的导通电阻，不仅可以降低开关功耗，还兼顾高电压、大电流、和高电流变化率的优势，还易于触发同步，使器件的泵浦、关断和开关特征有着更大的折衷空间，降低高重频条件下的散热要求，提高高温条件下的可靠性；
而第二种结构的半导体断路开关是基于第一种结构的，两种结构的半导体断路开关特性相同，区别在于对其表面的处理；相比而言，第二种结构的表面处理较第一种结构复杂，但其器件材料的损失少，有效区保留更多，更有利于器件结构的完整性；两种结构制成的器件可以相互交叉串联使用，更有利于体现出器件的开关特性。
本发明提供的半导体断路开关，从纵向方向观察，为具有p+-p-n-n+结构的特殊二极管。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的有益效果：
(1)本发明提供的基于碳化硅的半导体断路开关，具备高本征温度和高热导率，与常规SOS相比能够更可靠地工作，其结温可达到300度以上，并且在重复频率较低的情况下几乎不用考虑散热问题，相应减小了系统体积和复杂性。具有耐高温、高功率和高频率的特性；
(2)本发明提供的基于碳化硅的半导体断路开关，其N基区、P基区和重掺杂P+区的厚度是基于硅材料半导体断路开关的3～10倍，具备更低的导通电阻，不仅可以降低开关功耗，还具有高电压、大电流、和高电流变化率的特点；易于触发同步，使器件的泵浦、关断和开关特征有更大的折衷空间，降低高重频条件下的散热要求，提高高温条件下的可靠性；
(3)本发明提供的基于碳化硅的半导体断路开关的制备方法，其优选方案里，限定了N基区的掺杂浓度及其厚度，测试表明，这种技术方案下取得的半导体断路开关，一方面更容易实现高的阻断电压和更大的反向电流，有效避免串联引起的可靠性问题；另一方面N基区的厚度相对减小，有利于开关正向导通时载流子更容易通过基区，因此正向峰值压降也会随之下降，降低开关功耗，进一步改善泵浦和开关特征，而且无需采用特殊结构去协调各特征之间的关系；
(4)本发明提供的基于碳化硅的半导体断路开关的制备方法，其优选方案里对P基区的掺杂浓度及其厚度规格作出具体限定，在保证其正常功能的同时，有利于在开关PN结正向导通时，空间电荷区两侧少数载流子的积累，从而当开关PN结电压反向时，能产生较大的反向电流，实现SOS效应；同时使开关器件厚度更小，利于器件的小型化；限定重掺杂P+区的掺杂浓度及厚度，形成具有较好欧姆接触特性的阳极电极，减小半导体与金属的接触电阻，提高开关电流特性和电压特性；
(5)本发明提供的基于碳化硅的半导体断路开关的制备方法，采用碳化硅材料的外延生长技术，n型和p型碳化硅材料均通过晶体生长掺杂实现，能够更好控制各区域的浓度分布和尺寸，有利于完整器件的制备；
(6)本发明提供的基于碳化硅的半导体断路开关的制备方法，采用机械切割成斜角的方法，相比传统的磨角的方法，加工更方便且斜角更精确，降低对器件的损坏几率，台面切割后利用反应离子刻蚀的工艺来优化倾斜面，可以达到既有效延伸器件表面空间电荷区宽度，提高表面耐压能力，减小表面电场，又不致过多损失芯片面积的同时提高器件的性能的目的。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的基于碳化硅的半导体断路开关制备方法的工艺流程；
图2是实施例1中基于碳化硅的半导体断路开关在经表面处理前的整体结构示意图；
图3是实施例1提供的基于碳化硅的半导体断路开关在经表面处理后的结构示意图；
图4是实施例2提供的基于碳化硅的半导体断路开关在经表面处理后的结构示意图；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-N+衬底，2-N基区，3-P基区，4-重掺杂P+区，5-阳极电极，6-阴极电极，7-涂胶保护层，θ-台面倾斜角。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1是本发明实施例1提供的基于碳化硅的半导体断路开关制备方法的工艺流程，具体如下：
(1)采用4H-结构的厚度为300μm的SiC材料，将该材料抛光后，依次在三氯乙烯、丙酮和无水乙醇中沸煮10分钟；用去离子水清洗并沸煮10分钟后再用硫酸、亚磷酸按照3:1体积比配置的溶液中加热10分钟，之后采用去离子水清洗干净，并用氟化氢溶液去除表面氧化层，形成N+衬底；
(2)在1650℃温度下，在N+衬底上外延生长掺磷的N基区，N基区的浓度控制在1014cm3，厚度控制在10μm；测试表明，在该浓度和厚度下，一方面更容易实现高的阻断电压和更大的反向电流，有效避免串联引起的可靠性问题，另一方面N基区的厚度相对基于硅材料的N基区50μm～200μm减小，有利于开关正向导通时载流子更容易通过基区，因此正向峰值压降随之下降，降低开关功耗，进一步改善泵浦和开关特征，而且无需采用特殊结构去协调诸特征之间的关系；
(3)在1650℃温度下，在N基区上外延生长掺铝的P基区；掺铝的P基区的掺杂浓度控制在1016/cm3～1017/cm3，且以9*1014/(cm3·μm)的浓度梯度递增生长，厚度控制在100μm；该参数条件下，有利于在开关PN结正向导通时，空间电荷区两侧少数载流子的积累，当开关PN结电压反向时，能产生较大的反向电流，实现SOS效应，利于器件的小型化；
(4)在P基区上外延生长掺硼的重掺杂P+区；掺硼的重掺杂P+区的掺杂浓度控制在1019/cm3，厚度为1μm；该参数条件下，形成具有较好欧姆接触特性的阳极电极，减小半导体与金属的接触电阻，提高开关电流特性和电压特性；
(5)在步骤(4)获取得的器件两端分别加工形成阴极的电极和阳极的电极；其具体过程如下：
(5.1)采用氟化氢溶液去除器件表面自然氧化层，在超高真空环境下，采用磁控溅射法，以400W功率，在N+衬底阴极端溅射一层150nm的镍；采用镍制作阴极端欧姆接触电极，其比接触电阻小于10-6Ω·cm2；
(5.2)在超高真空环境下，采用磁控溅射法，以400W功率，在重掺杂P+区阳极端依次溅射一层125nm的铝和一层25nm的钛；
(5.3)在氮气氛围环境里，在1000℃温度下，退火5min，形成欧姆接触电极端；采用铝和钛作阳极端欧姆接触电极，其比接触电阻小于10-5Ω·cm2；
(5.4)在欧姆接触电极的阴极和阳极两端分别溅射一层铝金属保护膜；获取得的半成品结构如图2所示意；两端分别为阴极电极6和阳极电极5，中间部分是依次叠放的N+衬底1、N基区2、P基区3、重掺杂P+区4；
(6)在阴极端面和阳极端面执行台面造型，具体步骤如下：
(6.1)采用机械切割成斜角的方法，将步骤(5)获取得的整个器件切割穿透，使PN结倾斜面与重掺杂P+区阳极端面呈45°正斜角θ，以减少掺杂外延生长层的损失，同时有利于器件有效区的整体分离；
(6.2)采用反应离子刻蚀工艺来执行表面处理，通过控制刻蚀速率和刻蚀环境来控制表面粗糙度：刻蚀功率ICP为500W、偏置功率RF为125W、CF4/O2的比率为15/22、气压为0.25Pa、温度T为0℃，刻蚀时间控制在1000s；
通过表面处理有效延伸器件表面空间电荷区宽度，提高表面耐压能力，减小表面电场；又在尽可能少的损失芯片面积的同时提高器件的性能；
(7)在倾斜面的表面涂上一层硅橡胶并在125℃下烘干15min，形成台面保护层，以减少外界环境对开关性能的影响，由此完成基于碳化硅的半导体断路开关的制备。
图3是实施例1提供的基于碳化硅的半导体断路开关经表面处理后的结构示意图；沿着阴极端到阳极端的纵向方向依次分布有由碳化硅构成的N+衬底、在该N+衬底上外延生长的掺磷的N基区、在该N基区上外延生长的掺铝的P基区，以及在该P基区上外延生长的掺硼的重掺杂P+区；
实施例1里，N+衬底的厚度为300μm；N基区掺杂磷的浓度为1014cm3，厚度为10μm；P基区的掺杂铝的浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以浓度梯度为9*1014/(cm3·μm)递增生长，厚度为100μm；重掺杂P+区的掺杂硼的浓度为1019/cm3，厚度为1μm；
实施例2
实施例2按照图1所示意的工艺流程来完成基于碳化硅的半导体断路开关的制备，与实施例1的区别在于：
步骤(2)中，N基区的浓度控制在1016/cm3～1017/cm3，且以浓度梯度为9*1014/(cm3·μm)递增生长，厚度为100μm；在该参数条件下，在开关PN结正向导通时，空间电荷区两侧少数载流子的积累，当开关PN结电压反向时，能产生较大的反向电流，实现SOS效应，利于器件的小型化；
以及步骤(3)中，掺铝的P基区的掺杂浓度为1014/cm3；
以及步骤(6)中，采用机械切割成斜角的方法进行台面加工时，将PN结切割穿透，使PN结倾斜面与N基区阴极端面呈45°正斜角θ；
图4是实施例2提供的基于碳化硅的半导体断路开关经表面处理后的示意图；沿着阴极端到阳极端的纵向方向依次分布有由碳化硅构成的N+衬底1、在该N+衬底上外延生长的掺磷的N基区2、在该N基区上外延生长的掺铝的P基区3，以及在该P基区3上外延生长的掺硼的重掺杂P+区4。
实施例1提供的半导体断路开关，其N基区、P基区和重掺杂P+区的厚度是基于硅材料的3～10倍，相比而言具备更低的导通电阻，不仅可以降低开关功耗，还兼顾高电压、大电流、和高电流变化率的优势；还易于触发同步，使器件的泵浦、关断和开关特征有着更大的折衷空间，降低高重频条件下的散热要求，提高高温条件下的可靠性；
而实施例2提供的半导体断路开关与实施例1的半导体断路开关特性相同，不同在于对其表面的处理；实施例2的表面处理较实施例1复杂，但器件材料的损耗少，有效区保留更多；这两种断路开关可以相互交叉串联使用，更有利于体现出器件的开关特性。
表1实施例3～实施例6参数列表1
表2实施例3～实施例6参数列表2
表3实施例3～实施例6参数列表3
以上实施例里，通过外延生长和台面处理，制备出具有p+-p-n-n+结构的特殊二极管的基于碳化硅的半导体断路开关；该半导体断路开关在正向泵浦过程中，空间电荷区宽度变窄，在空间电荷区两侧出现少数载流子积累；pn结处于正向，造成电场延伸，空穴开始从p区漂移到二极管基区，电子从n区向相反的方向漂移，并逐渐充满p区；
在反向泵浦过程中，等离子体倒转其运动方向，并开始回到pn结平面，空间电荷区宽度由窄变宽；导通时，由于正向时注入的载流子积累需要释放，二极管在反向时并没有立刻关断，而是呈现瞬时较大的反向电流；空间电荷区少数载流子会在反向电流的流动过程中被迅速抽取耗尽，此时断路开关反向电流会被迅速关断；同时由于等离子体不停地移向基区，电场区域增大使其反向电压增大，在SOS上形成一个电压脉冲尖峰；通过以上的原理分析可知，本发明提供的基于碳化硅的半导体断路开关与现有技术相比，具有耐高温、高功率和高频率等特性；
采用外延生长的方法，n型和p型碳化硅材料均通过晶体生长掺杂实现，可较好的控制各区域的浓度分布和深度的尺寸，有利于完整器件的制备；
通过碳化硅材料制作的半导体断路开关，其厚度高于基于硅材料的半导体断路开关，还具备更低的导通电阻，开关功耗低，可支持高电压、大电流、和高电流变化率；且易于触发同步，使器件的泵浦、关断和开关特征有更大的折衷空间，降低了高重频条件下的散热要求，提高高温条件下的可靠性；从而使得开关具有更高的耐压和更快的开关速度，可承受更高的工作温度，更适于脉冲大电流的应用场景；
采用机械切割成斜角的方法，相比传统磨角的方法，更方便且斜角更精确，降低对器件的损坏风险，切割后采用反应离子刻蚀的工艺来优化倾斜面，达到既有效延伸器件表面空间电荷区宽度，提高表面耐压能力，减小表面电场，又不致过多损失芯片面积的同时提高器件性能的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于碳化硅的半导体断路开关的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)以碳化硅为N+衬底，在N+衬底上外延生长掺磷的N基区，并在所述N基区上外延生长掺铝的P基区，获得第一中间件；
(2)在所述第一中间件的P基区上外延生长掺硼的重掺杂P+区，获得第二中间件；
(3)在所述第二中间件的N+衬底与重掺杂P+区分别镀上金属，获得第三中间件；
将所述第三中间件置于氮气的氛围环境，在900℃～1050℃温度下退火5min～10min，获得第四中间件；其中，N+衬底所在端形成欧姆接触电极阴极端，重掺杂P+区所在端形成欧姆接触电极阳极端；
(4)对所述第四中间件的阴极端和阳极端进行台面加工，形成PN结倾斜面，倾斜角为40°～60°，再采用反应离子刻蚀工艺执行表面处理，形成台面；
(5)在步骤(4)所形成的台面上增加台面保护层。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，外延生长的环境温度控制在1650℃～1850℃，N基区掺磷的掺杂浓度为1014/cm3～1015/cm3，厚度为10μm～100μm；P基区掺铝的掺杂浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以浓度梯度为9*1014/(cm3·μm)～9*1015/(cm3·μm)递增生长，厚度为10μm～100μm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，外延生长的环境温度控制在1650℃～1850℃，N基区掺磷的掺杂浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以浓度梯度为9*1014/(cm3·μm)～9*1015/(cm3·μm)递增生长，厚度为10μm～100μm；P基区掺铝的掺杂浓度为1014/cm3～1015/cm3，厚度为10μm～100μm。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，掺硼的重掺杂P+区的掺杂浓度为1019/cm3，厚度为1μm～5μm。
5.如权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)包括如下子步骤：
(3.1)采用缓冲氧化蚀刻剂去除N+衬底和重掺杂P+区表面的自然氧化层；并在真空环境下，采用磁控溅射法，以300W～450W的功率，在N+衬底溅射一层100nm～200nm的金属镍；
(3.2)在真空环境下，采用磁控溅射法，以300W～400W的功率，在重掺杂P+区依次溅射一层100nm～150nm的铝金属和一层25nm～50nm的钛金属，获得第三中间件。
6.如权利要求1至4任一项所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤(3)形成欧姆接触电极之后，在两个欧姆接触电极均溅射一层金属保护膜。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)具体如下：
(4.1)采用机械切割成斜角的方法进行台面加工，将器件切割穿透，使器件倾斜面与重掺杂P+区阳极端面呈40°～60°正斜角；
(4.2)利用反应离子刻蚀工艺执行表面处理，感应耦合等离子体刻蚀功率为400W～500W、偏置射频功率为120W～130W、CF4/O2的比率为15/22、气压为0.25Pa、温度T为0℃、刻蚀时间1000s～2000s。
8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)具体如下：
(4.1)采用机械切割成斜角的方法进行台面加工，将PN结切割穿透，使PN结倾斜面与N+衬底阴极端面呈40°～60°正斜角；
(4.2)利用反应离子刻蚀工艺执行表面处理，感应耦合等离子体刻蚀功率为400W～500W、偏置射频功率为120W～130W、CF4/O2的比率为15/22、气压为0.25Pa、温度T为0℃、刻蚀时间1000s～2000s。
9.一种基于碳化硅的半导体断路开关，其特征在于，包括阴极端、阳极端，沿着所述阴极端到所述阳极端的纵向方向依次分布有由碳化硅构成的N+衬底、在所述N+衬底上外延生长的掺磷的N基区、在所述N基区上外延生长的掺铝的P基区，以及在所述P基区上外延生长的掺硼的重掺杂P+区，所述半导体断路开关具有40°～60°正斜角的台面结构；
所述N+衬底的厚度为300μm～350μm；N基区的掺杂浓度为1014～1015/cm3，厚度为10μm～100μm；所述P基区的掺杂浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以9*1014/(cm3·μm)～9*1015/(cm3·μm)的浓度梯度递增生长，厚度为10μm～100μm；所述重掺杂P+区的掺杂浓度为1019/cm3，厚度为1μm～5μm。
10.一种基于碳化硅的半导体断路开关，其特征在于，包括阴极端、阳极端，沿着所述阴极端到所述阳极端的纵向方向依次分布有由碳化硅构成的N+衬底、在所述N+衬底上外延生长的掺磷的N基区、在所述N基区上外延生长的掺铝的P基区，以及在所述P基区上外延生长的掺硼的重掺杂P+区，所述半导体断路开关具有40°～60°正斜角的台面结构；
所述N+衬底的厚度为300μm～350μm；所述N基区的掺杂浓度为1016/cm3～1017/cm3，且以9*1014/(cm3·μm)～9*1015/(cm3·μm)的浓度梯度递增生长，厚度为10μm～100μm；所述P基区的掺杂浓度为1014～1015/cm3，厚度为10μm～100μm；所述重掺杂P+区的掺杂浓度为1019/cm3，厚度为1μm～5μm。
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