FR2740907A1 - Dispositif a semiconducteur utilisant le carbure de silicium - Google Patents

Dispositif a semiconducteur utilisant le carbure de silicium Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une structure de dispositif à semiconducteur qui possède une couche épitaxiale (12), formé de silicium par exemple, qui est disposé sur une matière à bande interdite élevée (11), par exemple du carbure de silicium, qui est elle-même disposée sur un substrat semiconducteur (10), par exemple du silicium. La matière à bande interdite élevée acquiert une concentration de charge beaucoup plus élevée qu'une matière semiconductrice classique, pour une même tension de claquage.

Description

La présente invention concerne les dispositifs à semiconducteur. Plus
spécialement, elle concerne les dispositifs à semiconducteur pour haute tension.
Plus spécialement encore, l'invention concerne les dispositifs à semiconducteur
nécessitant une conductivité élevée et des tensions de claquage élevées.
Le carbure de silicium (SiC) possède une bande interdite plus élevée que le silicium (Si) et, par conséquent, SiC présente un champ électrique critique d'avalanche plus élevé que Si, avec un potentiel de performances cent fois plus élevé par comparaison avec le silicium pour les dispositifs haute tension. Plus spécialement, 3C-SiC présente un champ électrique critique d'avalanche environ 4 fois plus élevé que Si; 6H-SiC possède un champ électrique critique d'avalanche environ 8 fois plus élevé que Si; et 4H-SiC présente un champ électrique critique d'avalanche environ 10 fois plus élevé que Si. Le champ électrique critique élevé de SiC permet un dopage plus fort et des régions de migration plus minces, ce qui permet de réduire la résistance d'état conducteur de dispositifs de puissance en SiC,
par comparaison avec les dispositifs de puissance en Si classiques.
Toutefois, il existe actuellement un problème en ce qui concerne les dispositifs en SiC, à savoir qu'il est difficile de faire diffuser des agents dopants dans la matière SiC. Plus particulièrement, la diffusion d'agents dopants dans SiC demande des températures qui sont de l'ordre de 1800C. Un autre problème causé par l'utilisation de SiC est que cette matière présente une faible mobilité de porteurs pour un canal MOS et, par conséquent, lorsqu'on utilise SiC comme matériau pour un canal dans un dispositif à semiconducteur, la conductivité du
canal peut se dégrader.
L'invention surmonte les inconvénients de la technique antérieure présentés ci-dessus en proposant une structure semiconductrice qui comporte une couche épitaxiale mince de Si sur un corps en matière SiC. On préfere que la couche épitaxiale mince ait une épaisseur d'environ 3, m. Il est possible d'utiliser la structure selon l'invention dans un MOSFET de puissance, un MOSFET de
puissance du type à tranchée, une diode, et d'autres dispositifs à semiconducteur.
Pour réduire le coût, on peut former la couche de SiC sur un substrat de Si fortement dopé (il est indiqué dans la littérature qu'on peut facilement faire croître 3C-SiC sur Si). Ces structures, par exemple un MOSFET de puissance qui comporte une couche de silicium formée par croissance épitaxiale, peuvent être produites dans les installations actuellement existantes de fabrication de MOSFET
de puissance en silicium, à l'aide des processus existants.
Les régions de migration de dispositifs employant la structure selon l'invention (comme des MOSFET de puissance) sont principalement constituées en SiC et, puisque le dopage de SiC peut être beaucoup plus intense que celui de Si (tout en supportant la même tension qu'un dispositif en Si classique), les nouvelles structures des dispositifs selon l'invention offrent des résistances d'état conducteur inférieures par comparaison avec les dispositifs de puissance en Si classiques. Il faut toutefois noter que les tensions de claquage de structures de dispositifs selon l'invention sont toujours déterminées par le champ critique au niveau de la jonction corps de type P/région de migration de type N-, qui est formée au moins partiellement en Si. Pour des dispositifs haute tension (par exemple au-dessus de V), on s'attend à ce que les structures de dispositifs selon l'invention offrent des résistances d'état conducteur de 20 % à 90 % inférieures à celles de dispositifs en
Si classiques.
Dans les nouvelles structures selon l'invention, la jonction corps de type P/région de migration de type N- peut être formée ou bien entièrement dans Si ou bien au niveau de l'hétérojonction Si/SiC. Pour obtenir l'amélioration la plus grande, il est préférable que la couche de Si soit plus mince et que des diffusions dans le corps de type P soient faites de manière que les jonctions corps P/région de migration N- soient formées en SiC. Toutefois, ces structures imposent la diffusion d'agents dopants dans SiC à des températures élevées et pendant des
durées longues par comparaison avec la diffusion d'agents dopants dans Si.
On note qu'il est possible d'employer des structures utilisant d'autres matériaux semiconducteurs à bande interdite élevée à la place de la matière SiC
spécifiée tout en restant dans le domaine de l'invention.
La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise
à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une vue en section droite montrant un dispositif transistor à effet de champ MOS à double diffusion (DMOSFET) qui emploie une structure selon l'invention; la figure 2 est une vue en section droite montrant un dispositif formant une diode à barrière de Schottky, qui emploie une structure selon l'invention; la figure 3 est une vue en section droite montrant un dispositif formant un MOSFET de puissance du type à tranchée, qui emploie une structure selon l'invention; la figure 4 est une vue en section droite montrant un autre mode de réalisation d'un dispositif DMOSFET de puissance, qui emploie une structure selon l'invention; la figure 5 est une vue en section droite montrant un autre mode de réalisation d'un dispositif MOSFET de puissance du type à tranchée, qui emploie une structure selon l'invention; la figure 6 est une vue en section droite montrant une jonction de silicium de type P et de carbure de silicium de type N ainsi que la distribution du champ E correspondante sur la jonction, en relation avec le dispositif de l'invention présenté sur la figure 4; la figure 7 est une vue en section droite montrant une jonction, pouvant supporter une tension plus élevée, de la structure de dispositif de la figure 1, ainsi
que la distribution de champ E correspondante.
On se reporte aux dessins annexés. La figure 1 montre une nouvelle structure DMOSFET de puissance en SiC selon l'invention, dans laquelle une région 11 de migration en SiC de type N est disposée sur un substrat 10 en Si de type N+ de la forme classique. La région en SiC 11 est plus fortement dopée que Si et, par conséquent, la région en SiC 11 est moins résistante que les régions de migration en Si de la technique antérieure, tout en maintenant encore une tension de claquage élevée. Une couche épitaxiale 12 de type N- d'une épaisseur de 3 gan est réalisée par croissance sur le dessus de la région 11 de migration en SiC. Des jonctions de MOSFET de puissance classiques (comme des régions de canal de type P- 13, 14; des régions de corps de type P+ 15, 16; des sources N+ 17, 18; une grille en silicium polycristallin 19; une partie d'oxyde de grille 20; une partie d'oxyde inter-couches 21; et un contact de source 22 en position supérieure) sont disposés sur la couche épitaxiale N- 12. Un contact de drain 23 est disposé à la
position inférieure du substrat 10.
On se reporte maintenant à la figure 6, qui montre que la quantité de charge dans la région 11 en SiC est plus de 3 fois supérieure à celle de Si pour la même tension de claquage. La figure 6 représente une jonction 50 entre du silicium (Si) 51 de type P et du carbure de silicium (SiC) 52 de type N, o le champ E correspondant est également indiqué. Pour avoir une résistance d'état conducteur plus basse dans la région de migration, par comparaison avec un MOSFET en Si, il faut que le dopage (ND) de la région de migration permettant de supporter la haute tension soit élevé et que son épaisseur (W) permettant de supporter la haute tension soit petite. En d'autres termes, la région de migration doit pouvoir supporter la haute tension avec un dopage fort (ND) et une épaisseur minimale (W). Au niveau de la jonction 50, la loi de Gauss fournit les équations suivantes: esi.Esi=eSiC.Esic ESi = (esic/ESi).Esic ESi - 0,82.EsiG pour 3C-SiC ESiC - 1,21.Esi, pour 3C-SiC De facçon général, pour un dopage uniforme de la région de migration, on a les relations suivantes: Ec = qNDWc/e, o Ec est le champ critique de claquage par avalanche se rapportant à cette structure pour le claquage ESiC = 1,21.Ec.Si dE gND pente du champ E = dY =qND le dopage ND de la région de migration est proportionnel à Emigr.max l'épaisseur W de la région de migration est proportionnelle à E. L'équation ci-dessus indique que, pour que le champ E descende jusqu'à zéro sur la distance la plus courte (pour une épaisseur W minimale de la région de migration), il faut que la constante diélectrique de la matière formant la région de
migration, à savoir E, soit la plus faible possible.
Ainsi, pour permettre un dopage plus fort de la région de migration, il faut que la région de migration soit faite d'un matériau ayant, par rapport au
silicium, un champ critique d'avalanche plus élevé.
Pour obtenir une plus petite épaisseur de la région de migration, il faut que la région de migration soit faite d'un matériau ayant, par rapport au silicium,
une constante diélectrique plus basse.
Par rapport au silicium Si, le carbure de silicium SiC possède un
champ critique d'avalanche plus élevé et une constante diélectrique plus basse.
Ainsi, SiC est bien adapté comme matière pour région de migration et, pour abaisser la résistance de la région de migration, il faut que cette dernière soit faite sensiblement en une matière telle que SiC. Comme représenté sur la figure 1, on peut employer toute topologie voulue pour réaliser des jonctions dans la couche épitaxiale de type N- 12, de sorte qu'on obtiendra alors d'autres dispositifs commandés par grille MOS selon l'invention. La figure 2 représente une diode à barrière de Schottky employant une structure selon l'invention. Les éléments analogues à ceux de la figure 1 sont désignés par les mêmes numéros de référence. Les différences principales entre les structures de la figure 1 et de la figure 2 sont que: (i) la région 12 n'a pas de jonction (à la place, on peut utiliser un anneau de garde classique); et (ii) la cathode 22a est de préférence une matière à fonction de travail élevée, par exemple du molybdène ou autre. Comme discuté ci- dessus, la quantité de charge présente dans la matière SiC est beaucoup plus élevée que dans Si pour une même tension de claquage et, par conséquent, la conductivité du dispositif est améliorée par
rapport aux dispositifs classiques possédant la même tension de claquage.
La figure 3 montre un MOSFET de puissance du type à tranchée qui emploie une structure selon l'invention. Plus spécialement, une couche 30 de silicium de type P se prolongeant depuis un corps 31 de type P+ est disposée
contre une partie 32 d'oxyde de grille qui garnit la tranchée gravée dans le silicium.
La tranchée est remplie d'une grille en silicium polycristallin 33. Une région 34 de diffusion de source de type N+ a diffusé dans des régions 30 et 31 de type P et un contact de source 22 est disposé sur des régions 31 et 34 et sur la partie d'oxyde de grille 32. Comme discuté ci-dessus, la quantité de charge présente dans la matière SiC est beaucoup plus élevée que celle présente dans Si pour une même tension de claquage. Le dispositif de la figure 4 est un autre mode de réalisation d'un MOSFET selon l'invention et est analogue à celui de la figure 1. Dans le dispositif de la figure 4, les bases de type P+ 15 et 16 sont en contact direct avec la région de migration 11 en SiC, ce qui laisse une couche épitaxiale 12 relativement moins profonde. Le dispositif de la figure 5 est analogue à celui de la figure 3, sauf que la jonction formée entre la région de type P+ 31, la région de type P 30 et la région
de type N 11 est formée au niveau de l'hétérojonction Si/SiC.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des
dispositifs dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et
nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (27)

REVENDICATIlONS
1. Dispositif à semiconducteur, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat semiconducteur (10); une matière à bande interdite élevée formant une région de migration (11) disposée sur le substrat semiconducteur; et une couche épitaxiale (12) de matière semiconductrice disposée sur la
matière à bande interdite élevée.
2. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière à bande interdite élevée formant une région de migration est une
matière à constante diélectrique faible et à mobilité de porteurs élevée.
3. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche épitaxiale de matière semiconductrice a une épaisseur d'environ 3 mn.
4. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en
ce que la matière du substrat semiconducteur est le silicium.
5. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière à bande interdite élevée formant une région de migration est le
carbure de silicium.
6. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en
ce que la matière semiconductrice formant la couche épitaxiale est le silicium.
7. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière du substrat semiconducteur est le silicium, la matière à bande interdite élevée formant une région de migration est le carbure de silicium, et la
matière semiconductrice formant la couche épitaxiale est le silicium.
8. Dispositif à semiconducteur du type MOSFET, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat semiconducteur dopé (10); une matière à bande interdite élevée, dopée, formant une région de migration (11) disposée sur le substrat semiconducteur dopé; et une couche épitaxiale dopée (12) de matière semiconductrice disposée
sur la matière à bande interdite élevée.
9. Dispositif à semiconducteur du type MOSFET selon la revendi-
cation 8, caractérisé en ce que la matière dopée à bande interdite élevée formant une région de migration est une matière à constante diélectrique faible et à
mobilité de porteurs élevée.
10. Dispositif à semiconducteur du type MOSFET selon la revendi-
cation 8, caractérisé en ce que la couche épitaxiale de matière semiconductrice a
une épaisseur d'environ 3 anm.
11. Dispositif à semiconducteur de type MOSFETselon la revendi-
cation 8, caractérisé en ce que la matière du substrat semiconducteur est le silicium.
12. Dispositif à semiconducteur de type MOSFET selon la revendi-
cation 8, caractérisé en ce que la matière à bande interdite élevée formant une
région de migration est le carbure de silicium.
13. Dispositif à semiconducteur de type MOSFET selon la revendi-
cation 8, caractérisé en ce que la matière semiconductrice formant la couche
épitaxiale est le silicium.
14. Dispositif à semiconducteur de type MOSFET selon la revendi-
cation 8, caractérisé en ce que la matière du substrat semiconducteur est le silicium, la matière à bande interdite élevée formant une région de migration est le carbure de silicium, et la matière semiconductrice formant la couche épitaxiale est
le silicium.
15. Diode à semiconducteur, caractérisée en ce qu'elle comprend: un substrat semiconducteur dopé (10); une matière à bande interdite élevée dopée formant une région de migration (11) disposée sur le substrat semiconducteur dopé; et une couche épitaxiale dopée (12) de matière semiconductrice disposée
sur la matière à bande interdite élevée.
16. Diode à semiconducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la matière dopée à bande interdite élevée formant une région de migration est
une matière à constante diélectrique faible et à mobilité de porteurs élevée.
17. Diode à semiconducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la couche épitaxiale de matière semiconductrice a une épaisseur d'environ 3,um.
18. Diode à semiconducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce
que la matière du substrat semiconducteur est le silicium.
19. Diode à semiconducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la matière à bande interdite élevée formant la région de migration est le
carbure de silicium.
20. Diode à semiconducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce
que la matière semiconductrice formant la configuration épitaxiale est le silicium.
21. Diode à semiconducteur selon la revendication 15, caractérisé en ce que la matière du substrat semiconducteur est le silicium, la matière à bande interdite élevée formant une région de migration est le carbure de silicium, et la
matière semiconductrice formant la couche épitaxiale est le silicium.
22. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif à semiconducteur est un MOSFET de puissance du type à tranchée.
23. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des jonctions de MOSFET de puissance disposées au-dessus de la couche épitaxiale et comportant des régions de corps de type P+ (15, 16), des sources de type N+ (17, 18); une grille en silicium polycristallin (19); une partie d'oxyde de grille (20); et un contact de source (22) placé en position supérieure, tous ces éléments étant disposés au-dessus de la couche épitaxiale.
24. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un contact de drain (23) disposé au-dessous du
substrat semiconducteur.
25. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la jonction corps de type P/région de migration de type Nsupportant la haute tension est formée au niveau de l'hétérojonction couche épitaxiale/matière à
bande interdite élevée.
26. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la jonction corps de type P/région de migration de type Nsupportant la haute tension est formée dans la couche épitaxiale, tandis que la matière à bande interdite élevée est disposée plus profondément par rapport à la surface que la jonction.
27. Dispositif à semiconducteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la jonction corps de type P/région de migration de type N- supportant la haute tension est formée dans la matière à bande interdite élevée, tandis que l'hétérojonction couche épitaxiale/matière à bande interdite élevée est disposée moins profondément par rapport à la surface que la jonction corps de type P/région
de migration de type N-.
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TW (1) TW317647B (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6859074B2 (en) 2001-01-09 2005-02-22 Broadcom Corporation I/O circuit using low voltage transistors which can tolerate high voltages even when power supplies are powered off
US7138836B2 (en) 2001-12-03 2006-11-21 Broadcom Corporation Hot carrier injection suppression circuit

Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08213607A (ja) * 1995-02-08 1996-08-20 Ngk Insulators Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP3327135B2 (ja) * 1996-09-09 2002-09-24 日産自動車株式会社 電界効果トランジスタ
JP3461274B2 (ja) * 1996-10-16 2003-10-27 株式会社東芝 半導体装置
JP3206727B2 (ja) * 1997-02-20 2001-09-10 富士電機株式会社 炭化けい素縦型ｍｏｓｆｅｔおよびその製造方法
WO1998059374A2 (fr) * 1997-06-23 1998-12-30 Cooper James Albert Jr Dispositifs de puissance dans un semi-conducteur a large bande
WO1999009585A1 (fr) * 1997-08-13 1999-02-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Substrat et dispositif semi-conducteurs
DE19741928C1 (de) * 1997-09-10 1998-09-24 Siemens Ag Halbleiterbauelement
US6420225B1 (en) 1999-04-01 2002-07-16 Apd Semiconductor, Inc. Method of fabricating power rectifier device
US6331455B1 (en) 1999-04-01 2001-12-18 Advanced Power Devices, Inc. Power rectifier device and method of fabricating power rectifier devices
US6498367B1 (en) 1999-04-01 2002-12-24 Apd Semiconductor, Inc. Discrete integrated circuit rectifier device
US6448160B1 (en) 1999-04-01 2002-09-10 Apd Semiconductor, Inc. Method of fabricating power rectifier device to vary operating parameters and resulting device
US6624030B2 (en) 2000-12-19 2003-09-23 Advanced Power Devices, Inc. Method of fabricating power rectifier device having a laterally graded P-N junction for a channel region
EP1215730B9 (fr) * 1999-09-07 2007-08-01 Sixon Inc. TRANCHE DE SiC, DISPOSITIF A SEMI-CONDUCTEUR DE SiC ET PROCEDE DE PRODUCTION D'UNE TRANCHE DE SiC
US6407014B1 (en) 1999-12-16 2002-06-18 Philips Electronics North America Corporation Method achieving higher inversion layer mobility in novel silicon carbide semiconductor devices
US6303508B1 (en) 1999-12-16 2001-10-16 Philips Electronics North America Corporation Superior silicon carbide integrated circuits and method of fabricating
US6537860B2 (en) 2000-12-18 2003-03-25 Apd Semiconductor, Inc. Method of fabricating power VLSI diode devices
EP1267415A3 (fr) * 2001-06-11 2009-04-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Dispositif semi-conducteur de puissance ayant une région de type RESURF
JP4288907B2 (ja) * 2001-08-29 2009-07-01 株式会社デンソー 炭化珪素半導体装置及びその製造方法
JP2003100657A (ja) * 2001-09-20 2003-04-04 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置の製造方法
JP2003174187A (ja) * 2001-12-07 2003-06-20 Sumitomo Chem Co Ltd 薄膜半導体エピタキシャル基板及びその製造方法
JP3559971B2 (ja) * 2001-12-11 2004-09-02 日産自動車株式会社 炭化珪素半導体装置およびその製造方法
US6515330B1 (en) * 2002-01-02 2003-02-04 Apd Semiconductor, Inc. Power device having vertical current path with enhanced pinch-off for current limiting
US7183575B2 (en) 2002-02-19 2007-02-27 Nissan Motor Co., Ltd. High reverse voltage silicon carbide diode and method of manufacturing the same high reverse voltage silicon carbide diode
US7282739B2 (en) * 2002-04-26 2007-10-16 Nissan Motor Co., Ltd. Silicon carbide semiconductor device
US7074643B2 (en) * 2003-04-24 2006-07-11 Cree, Inc. Silicon carbide power devices with self-aligned source and well regions and methods of fabricating same
JP2006245243A (ja) * 2005-03-02 2006-09-14 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US7588961B2 (en) * 2005-03-30 2009-09-15 Nissan Motor Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8901699B2 (en) 2005-05-11 2014-12-02 Cree, Inc. Silicon carbide junction barrier Schottky diodes with suppressed minority carrier injection
JP4903439B2 (ja) * 2005-05-31 2012-03-28 株式会社東芝 電界効果トランジスタ
US7589004B2 (en) * 2005-06-21 2009-09-15 Los Alamos National Security, Llc Method for implantation of high dopant concentrations in wide band gap materials
DE102005047054B4 (de) * 2005-09-30 2008-04-03 Infineon Technologies Austria Ag Leistungs-MOS-Transistor mit einer SiC-Driftzone und Verfahren zur Herstellung eines Leistungs-MOS-Transistors
JP2007299845A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Nissan Motor Co Ltd 半導体装置の製造方法および半導体装置
DE102007004320A1 (de) * 2007-01-29 2008-07-31 Infineon Technologies Ag Halbleiterbauelement mit vertikalen Strukturen von hohem Aspektverhältnis und Verfahren zur Herstellung einer kapazitiven Struktur in einem Halbleiterkörper
US8633521B2 (en) * 2007-09-26 2014-01-21 Stmicroelectronics N.V. Self-bootstrapping field effect diode structures and methods
US8148748B2 (en) 2007-09-26 2012-04-03 Stmicroelectronics N.V. Adjustable field effect rectifier
WO2009042807A2 (fr) * 2007-09-26 2009-04-02 Lakota Technologies, Inc. Redresseur à effet de champ ajustable
US8643055B2 (en) * 2007-09-26 2014-02-04 Stmicroelectronics N.V. Series current limiter device
US8492771B2 (en) 2007-09-27 2013-07-23 Infineon Technologies Austria Ag Heterojunction semiconductor device and method
US20090159896A1 (en) * 2007-12-20 2009-06-25 General Electric Company Silicon carbide mosfet devices and methods of making
SG10201600407SA (en) 2009-02-20 2016-02-26 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP5699628B2 (ja) * 2010-07-26 2015-04-15 住友電気工業株式会社 半導体装置
IT1401755B1 (it) 2010-08-30 2013-08-02 St Microelectronics Srl Dispositivo elettronico integrato a conduzione verticale e relativo metodo di fabbricazione.
IT1401754B1 (it) * 2010-08-30 2013-08-02 St Microelectronics Srl Dispositivo elettronico integrato e relativo metodo di fabbricazione.
IT1401756B1 (it) 2010-08-30 2013-08-02 St Microelectronics Srl Dispositivo elettronico integrato con struttura di terminazione di bordo e relativo metodo di fabbricazione.
JP5730521B2 (ja) * 2010-09-08 2015-06-10 株式会社日立ハイテクノロジーズ 熱処理装置
US8389348B2 (en) * 2010-09-14 2013-03-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Mechanism of forming SiC crystalline on Si substrates to allow integration of GaN and Si electronics
GB2484506A (en) * 2010-10-13 2012-04-18 Univ Warwick Heterogrowth
DE102011053641A1 (de) * 2011-09-15 2013-03-21 Infineon Technologies Ag SiC-MOSFET mit hoher Kanalbeweglichkeit
CN104347708A (zh) * 2013-08-07 2015-02-11 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 多栅vdmos晶体管及其形成方法
JP6228850B2 (ja) 2014-01-10 2017-11-08 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP6237408B2 (ja) * 2014-03-28 2017-11-29 住友電気工業株式会社 炭化珪素半導体装置およびその製造方法
CN105336775B (zh) * 2014-07-01 2018-03-09 无锡华润华晶微电子有限公司 一种vdmos器件的元胞结构及其制作方法
US10147813B2 (en) 2016-03-04 2018-12-04 United Silicon Carbide, Inc. Tunneling field effect transistor
CN105810722B (zh) * 2016-03-16 2019-04-30 中国科学院半导体研究所 一种碳化硅mosfet器件及其制备方法
CN107086243A (zh) * 2017-03-16 2017-08-22 西安电子科技大学 具有宽带隙材料与硅材料复合的u‑mosfet
US10957791B2 (en) * 2019-03-08 2021-03-23 Infineon Technologies Americas Corp. Power device with low gate charge and low figure of merit
CN110429137B (zh) * 2019-08-15 2020-08-21 西安电子科技大学 具有部分氮化镓/硅半导体材料异质结的vdmos及其制作方法
US10777689B1 (en) 2019-10-18 2020-09-15 Hong Kong Applied Science and Technology Research Institute Company, Limited Silicon-carbide shielded-MOSFET embedded with a trench Schottky diode and heterojunction gate
CN116741639A (zh) * 2023-06-20 2023-09-12 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 半导体器件的制备方法及半导体器件
CN116895699A (zh) * 2023-09-08 2023-10-17 成都蓉矽半导体有限公司 一种具有异质结的共源共栅沟槽mosfet及制备方法
CN117423729A (zh) * 2023-12-18 2024-01-19 深圳天狼芯半导体有限公司 一种具有异质结的沟槽栅vdmos及制备方法
CN117438446A (zh) * 2023-12-18 2024-01-23 深圳天狼芯半导体有限公司 一种具有异质结的平面vdmos及制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2159592A5 (en) * 1971-11-04 1973-06-22 Anvar Beta-silicon carbide/silicon semiconductor device - made by epitaxial growth
JPS60136223A (ja) * 1983-12-23 1985-07-19 Sharp Corp 炭化珪素半導体素子の製造方法
US5272096A (en) * 1992-09-29 1993-12-21 Motorola, Inc. Method for making a bipolar transistor having a silicon carbide layer
WO1994013017A1 (fr) * 1992-11-24 1994-06-09 Cree Research, Inc. Transistor de puissance a effet de champ en carbure de silicium
US5378912A (en) * 1993-11-10 1995-01-03 Philips Electronics North America Corporation Lateral semiconductor-on-insulator (SOI) semiconductor device having a lateral drift region
US5396085A (en) * 1993-12-28 1995-03-07 North Carolina State University Silicon carbide switching device with rectifying-gate

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63254762A (ja) * 1987-04-13 1988-10-21 Nissan Motor Co Ltd Ｃｍｏｓ半導体装置
US5216264A (en) * 1989-06-07 1993-06-01 Sharp Kabushiki Kaisha Silicon carbide MOS type field-effect transistor with at least one of the source and drain regions is formed by the use of a schottky contact
JPH04335538A (ja) * 1991-05-10 1992-11-24 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH0521762A (ja) * 1991-07-10 1993-01-29 Mitsubishi Electric Corp 電界効果型トランジスタを備えた半導体装置およびその製造方法
US5234848A (en) * 1991-11-05 1993-08-10 Texas Instruments Incorporated Method for fabricating lateral resonant tunneling transistor with heterojunction barriers
US5539217A (en) * 1993-08-09 1996-07-23 Cree Research, Inc. Silicon carbide thyristor
US5323040A (en) * 1993-09-27 1994-06-21 North Carolina State University At Raleigh Silicon carbide field effect device
US5510275A (en) * 1993-11-29 1996-04-23 Texas Instruments Incorporated Method of making a semiconductor device with a composite drift region composed of a substrate and a second semiconductor material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2159592A5 (en) * 1971-11-04 1973-06-22 Anvar Beta-silicon carbide/silicon semiconductor device - made by epitaxial growth
JPS60136223A (ja) * 1983-12-23 1985-07-19 Sharp Corp 炭化珪素半導体素子の製造方法
US5272096A (en) * 1992-09-29 1993-12-21 Motorola, Inc. Method for making a bipolar transistor having a silicon carbide layer
WO1994013017A1 (fr) * 1992-11-24 1994-06-09 Cree Research, Inc. Transistor de puissance a effet de champ en carbure de silicium
US5378912A (en) * 1993-11-10 1995-01-03 Philips Electronics North America Corporation Lateral semiconductor-on-insulator (SOI) semiconductor device having a lateral drift region
US5396085A (en) * 1993-12-28 1995-03-07 North Carolina State University Silicon carbide switching device with rectifying-gate

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 295 (E - 360) 21 November 1985 (1985-11-21) *
SHENOY P ET AL: "Vertical Schottky barrier diodes on 3C-SiC grown on Si", INTERNATIONAL ELECTRON DEVICES MEETING 1994. TECHNICAL DIGEST (CAT. NO.94CH35706), PROCEEDINGS OF 1994 IEEE INTERNATIONAL ELECTRON DEVICES MEETING, SAN FRANCISCO, CA, USA, 11-14 DEC. 1994, ISBN 0-7803-2111-1, 1994, NEW YORK, NY, USA, IEEE, USA, PAGE(S) 411 - 414, XP000585521 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6859074B2 (en) 2001-01-09 2005-02-22 Broadcom Corporation I/O circuit using low voltage transistors which can tolerate high voltages even when power supplies are powered off
US7002379B2 (en) 2001-01-09 2006-02-21 Broadcom Corporation I/O circuit using low voltage transistors which can tolerate high voltages even when power supplies are powered off
US7138836B2 (en) 2001-12-03 2006-11-21 Broadcom Corporation Hot carrier injection suppression circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH09172159A (ja) 1997-06-30
SG64402A1 (en) 1999-04-27
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GB2306250A (en) 1997-04-30
GB9621170D0 (en) 1996-11-27
TW317647B (fr) 1997-10-11
ITMI962098A1 (it) 1998-04-10
KR970024296A (ko) 1997-05-30
FR2740907B1 (fr) 1999-05-14
US5877515A (en) 1999-03-02
IT1285498B1 (it) 1998-06-08

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