IT202100002336A1 - Dispositivo elettronico a conduzione verticale comprendente un diodo jbs e relativo procedimento di fabbricazione - Google Patents

Dispositivo elettronico a conduzione verticale comprendente un diodo jbs e relativo procedimento di fabbricazione Download PDF

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Simone Rascuna'
Gabriele Bellocchi
Edoardo Zanetti
Mario Giuseppe Saggio
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
?DISPOSITIVO ELETTRONICO A CONDUZIONE VERTICALE COMPRENDENTE UN DIODO JBS E RELATIVO PROCEDIMENTO DI FABBRICAZIONE?
La presente invenzione ? relativa ad un dispositivo elettronico a conduzione verticale comprendente un diodo JBS (?Junction Barrier Schottky?) e al relativo procedimento di fabbricazione. In particolare, in seguito si far? riferimento ad un dispositivo elettronico a semiconduttore ad ampia banda proibita (?wide bandgap?).
Come noto, materiali semiconduttori aventi un?ampia banda proibita, ad esempio maggiore di 1,1 eV, bassa resistenza di stato acceso, elevata conduttivit? termica, elevata frequenza operativa ed elevata velocit? di saturazione dei portatori di carica, quali carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN), permettono di ottenere dispositivi elettronici, ad esempio diodi e transistori, aventi prestazioni migliori rispetto a dispositivi elettronici in silicio, in particolare per applicazioni di potenza, ad esempio operanti a tensioni comprese tra 600 V e 1300 V o in condizioni operative specifiche quali elevata temperatura.
In particolare, ? noto ottenere tali dispositivi elettronici a partire da una fetta di carburo di silicio in uno dei suoi politipi, ad esempio 3C-SiC, 4H-SiC e 6H-SiC, che si distinguono per le caratteristiche sopra elencate.
Ad esempio, la figura 1 mostra un diodo a barriera Schottky con giunzione (?Junction Barrier Schottky?, JBS) 1 noto, di carburo di silicio, in un sistema di riferimento cartesiano XYZ comprendente un primo asse X, un secondo asse Y ed un terzo asse Z.
Il diodo JBS 1 ? formato generalmente da una pluralit? di celle elementari (una sola mostrata) fra loro uguali e disposte in parallelo in una stessa piastrina (?die?); ciascuna cella elementare comprende un diodo Schottky 2 e una coppia di diodi PN 3, tra loro collegati in parallelo.
Il diodo JBS 1 ? formato in un corpo 5 di carburo di silicio (SiC), il quale ? delimitato da una prima e una seconda superficie 5A, 5B e comprende un substrato 7 e una regione di deriva 9 sovrapposta al substrato 7, ad esempio cresciuta epitassialmente su di esso.
Il substrato 7 ? di tipo N e forma la seconda superficie 5B del corpo 5.
La regione di deriva 9 ? di tipo N, con un livello di drogaggio minore del livello di drogaggio del substrato 7, e forma la prima superficie 5A del corpo 5.
Una regione di metallizzazione di catodo 10 di materiale conduttivo, ad esempio di nichel o siliciuro di nichel, si estende sulla seconda superficie 5B del corpo 5 e forma un catodo K del diodo JBS 1.
Il diodo JBS 1 comprende inoltre una pluralit? di regioni di barriera 12, di cui due regioni di barriera 12 sono visibili in figura 1, alloggiate sostanzialmente nella regione di deriva 9.
Le regioni di barriera 12 sono reciprocamente distanziate lungo il secondo asse Y e sono formate ciascuna da una rispettiva regione impiantata 13 di tipo P, la quale si estende, a partire dalla prima superficie 5A del corpo 5, all?interno della regione di deriva 9. Le regioni di barriera 12 si estendono inoltre lungo il primo asse X, ad esempio a forma di striscia.
Le regioni di barriera 12 comprendono inoltre, ciascuna, una rispettiva regione di contatto ohmico 14, di materiale conduttivo, ad esempio di siliciuro di nichel, che si estende su una rispettiva regione impiantata 13, parzialmente al suo interno, e, nella sezione trasversale di figura 1, ha un?estensione lungo il secondo asse Y minore dell?estensione della rispettiva regione impiantata 13.
Le interfacce tra le regioni impiantate 13 e la regione di deriva 9 formano ciascuna un diodo PN 3.
Il diodo JBS 1 comprende inoltre una regione di metallizzazione di anodo 18, di materiale metallico quale titanio, nichel o molibdeno, che si estende sulla prima superficie 5A del corpo 5, formando un anodo A del diodo JBS 1.
Porzioni della regione di metallizzazione di anodo 18 in contatto elettrico diretto con la regione di deriva 9, lateralmente alle regioni impiantate 13, formano giunzioni Schottky (semiconduttore-metallo), costituenti ciascuna un rispettivo diodo Schottky 2.
Le giunzioni Schottky hanno ciascuna una rispettiva barriera avente, all'equilibrio, un?altezza ?0, che determina una tensione di soglia di accensione del rispettivo diodo Schottky 2.
In uso, una tensione di polarizzazione pu? essere applicata tra catodo K e anodo A del diodo JBS 1 in modo da ottenere una polarizzazione diretta o inversa.
In dettaglio, in polarizzazione diretta (anodo A a potenziale maggiore rispetto al catodo K), una tensione diretta ? applicata in modo da abbassare l?altezza di barriera ?0 delle giunzioni Schottky, cos? da accendere i diodi Schottky 2 e permettere il passaggio di una corrente operativa, ad esempio del valore di 10 A, tra anodo A e catodo K del diodo JBS 1.
Una bassa altezza di barriera ?0, e quindi una bassa tensione di soglia di accensione dei diodi Schottky 2, permette di ridurre il valore della tensione diretta necessaria al passaggio della corrente operativa e dunque di ottenere un ridotto consumo energetico del diodo JBS 1.
D?altro canto, in polarizzazione inversa (catodo K a potenziale maggiore rispetto all'anodo A), il diodo JBS 1 deve garantire un valore pi? basso possibile di corrente di perdita (?leakage?) tra anodo A e catodo K a fronte di tensioni di polarizzazione elevate, comprese ad esempio tra 600 V e 1300 V.
Tali tensioni di polarizzazione elevate generano campi elettrici elevati nelle giunzioni Schottky, causando un aumento della corrente di perdita, ad esempio per effetto tunnel. Tale aumento ? particolarmente rilevante soprattutto se l?altezza di barriera ?0 ? bassa.
Di conseguenza, una bassa altezza di barriera ?0 causa elevate correnti di perdita e quindi problemi di funzionamento del diodo JBS 1.
In polarizzazione inversa, ciascun diodo PN 3 causa la formazione di una rispettiva zona svuotata, avente una ridotta concentrazione di portatori di carica, che si estende a partire dall?interfaccia tra la rispettiva regione impiantata 13 e la regione di deriva 9, principalmente all'interno della regione di deriva 9.
La zona svuotata contribuisce ad abbassare localmente, in prossimit? di una rispettiva giunzione Schottky, il valore di campo elettrico generato dalle elevate tensioni di polarizzazione.
E' quindi noto progettare il diodo JBS 1 in modo che la distanza lungo il secondo asse Y tra due regioni impiantate 13 adiacenti sia piccola, al punto che le regioni svuotate formate da due diodi PN 3 adiacenti si sovrappongono, abbassando il campo elettrico dell?intera giunzione Schottky e quindi abbassando, di conseguenza, la corrente di perdita.
Tuttavia, tale abbassamento del campo elettrico non ? sufficiente, in specifiche applicazioni, per garantire che il diodo JBS 1 soddisfi le specifiche tecniche stabilite in fase di progettazione.
Infatti, il campo elettrico nella regione di deriva 9, in prossimit? della prima superficie 5A del corpo 5 e tra due regioni impiantate 13 adiacenti, ha un andamento, lungo il secondo asse Y, tale per cui assume un valore minimo vicino all?interfaccia tra la regione di deriva 9 e una regione impiantata 13, cresce allontanandosi dalla regione impiantata 13, e assume un valore massimo in un punto centrale della distanza, lungo il secondo asse Y, tra le due regioni impiantate 13 adiacenti. Quindi, i diodi Schottky 2 sono soggetti localmente, in una zona centrale tra due regioni impiantate 13 adiacenti, a campi elettrici elevati e quindi a correnti di perdita elevate.
Diminuire ulteriormente la distanza tra due regioni impiantate 13 adiacenti pu? comportare un ulteriore abbassamento del campo elettrico nella zona centrale tra due regioni impiantate 13 adiacenti. Tuttavia, ci? comporta anche una minore area del diodo Schottky 2 a disposizione per il passaggio di corrente in polarizzazione diretta e dunque un aumento di resistenza del diodo JBS 1, con conseguente peggioramento delle performance del diodo JBS 1.
Scopo della presente invenzione ? quello di superare gli inconvenienti della tecnica nota.
Secondo la presente invenzione vengono forniti un dispositivo elettronico a conduzione verticale comprendente un diodo JBS e un relativo procedimento di fabbricazione come definiti nelle rivendicazioni allegate.
Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:
- la figura 1 mostra una sezione trasversale di un dispositivo elettronico a conduzione verticale noto;
- la figura 2 mostra una sezione trasversale di una forma di realizzazione del presente dispositivo elettronico a conduzione verticale, in cui sono stati evidenziati equivalenti elettrici;
- la figura 2A mostra un dettaglio della sezione trasversale del dispositivo elettronico di figura 2, in cui sono evidenziati parametri geometrici del presente dispositivo elettronico;
- la figura 3 mostra una vista in pianta dall?alto del dettaglio ingrandito del dispositivo elettronico di figura 2A;
- la figura 4 mostra un grafico dell?andamento del campo elettrico, in polarizzazione inversa, lungo la linea A-A di figura 2A;
- le figure 5A-5D mostrano sezioni trasversali del dispositivo elettronico delle figure 2, 2A e 3, in fasi successive di fabbricazione;
- la figura 6 mostra una vista in pianta dall?alto di una diversa forma di realizzazione del presente dispositivo elettronico a conduzione verticale;
- la figura 7 mostra una vista in pianta dall?alto di una diversa forma di realizzazione del presente dispositivo elettronico a conduzione verticale; e
- la figura 8 mostra una vista in pianta dall?alto di una ulteriore forma di realizzazione del presente dispositivo elettronico a conduzione verticale.
Le figure 2, 2A e 3 mostrano un diodo a barriera Schottky con giunzione (?Junction Barrier Schottky?, JBS) 50 in un sistema di riferimento cartesiano XYZ avente un primo asse X, un secondo asse Y ed un terzo asse Z.
Il diodo JBS 50 ? formato da una pluralit? di celle elementari 54, di cui solo alcune mostrate in figura 2, fra loro uguali collegate in parallelo in una stessa piastrina (?die?).
Il diodo JBS 50 ? formato in un corpo 55 di materiale semiconduttore ad ampia banda proibita, avente una prima superficie 55A e una seconda superficie 55B.
In particolare, il corpo 55 ? di carburo di silicio, in uno dei suoi politipi, qui del politipo 4H-SiC.
In questa forma di realizzazione, il corpo 55 comprende un substrato 57 e una regione di deriva 59 sovrapposta al substrato 57, ad esempio cresciuta epitassialmente su di esso.
Il substrato 57 ? di tipo N, con livello di drogaggio tale da avere una bassa resistivit?, ad esempio compresa tra 2 m??cm e 30 m??cm, ha uno spessore ad esempio compreso tra 50 ?m e 360 ?m, in particolare di 180 ?m, e forma la seconda superficie 55B del corpo 55.
Una regione di metallizzazione di catodo 60 di materiale conduttivo, ad esempio di nichel o siliciuro di nichel, si estende sulla seconda superficie 55B del corpo 55 e forma un catodo K del diodo JBS 50.
La regione di deriva 59 ? di tipo N, con un livello di drogaggio minore del livello di drogaggio del substrato 57, ha uno spessore, lungo il terzo asse Z, compreso tra 5 ?m e 15 ?m e forma la prima superficie 55A del corpo 55.
In questa forma di realizzazione, la regione di deriva 59 comprende una prima porzione 59A e una seconda porzione 59B, le quali sono separate da una linea tratteggiata, per chiarezza, nelle figure 2 e 2A.
La prima porzione 59A della regione di deriva 59 si estende direttamente al di sopra del substrato 57 e ha un livello di drogaggio compreso tra 1?10<14 >atomi/cm<3 >e 1?10<16 >atomi/cm<3>.
La seconda porzione 59B della regione di deriva 59 si estende al di sopra della prima porzione 59A, ad essa contigua, tra la prima porzione 59A della regione di deriva 59 e la prima superficie 55A del corpo 55, ed ha uno spessore de, compreso ad esempio tra 0,5 ?m e 3 ?m.
La seconda porzione 59B della regione di deriva 59 ha un livello di drogaggio maggiore rispetto alla prima porzione 59A, ad esempio compreso tra 1?10<15 >atomi/cm<3 >e 1?10<17 >atomi/cm<3>.
Lo spessore della prima porzione 59A, della seconda porzione 59B, e quindi della regione di deriva 59, possono essere scelti in fase di progettazione in base alla specifica applicazione del diodo JBS 50, ad esempio in funzione di una massima tensione operativa applicabile al diodo JBS 50.
Il diodo JBS 50 comprende inoltre una pluralit? di regioni impiantate superficiali 62 e una pluralit? di regioni impiantate profonde 65, tutte di tipo P, alloggiate nella regione di deriva 59. In particolare, le celle elementari 54 comprendono ciascuna due regioni impiantate superficiali 62 e una regione impiantata profonda 65.
Le regioni impiantate superficiali 62 e le regioni impiantate profonde 65 formano ciascuna, all?interfaccia con la regione di deriva 59, un rispettivo diodo PN 70.
Le regioni impiantate superficiali 62 si estendono ciascuna a partire dalla prima superficie 55A del corpo 55 all?interno della regione di deriva 59. In particolare, qui, le regioni impiantate superficiali 62 si estendono ciascuna nella seconda porzione 59B della regione di deriva per una profondit?, lungo il terzo asse Z, minore dello spessore de della seconda porzione 59B.
Le regioni impiantate superficiali 62 hanno ciascuna una larghezza, lungo il secondo asse Y, compresa ad esempio tra 1 ?m e 5 ?m, e sono disposte reciprocamente ad una distanza SY, lungo il secondo asse Y, ad esempio compresa tra 1 ?m e 5 ?m.
Due regioni impiantate superficiali 62 adiacenti delimitano una porzione di contatto 68 della regione di deriva 59, in particolare, qui, della seconda porzione 59B della regione di deriva 59.
Le regioni impiantate superficiali 62 hanno ciascuna un livello di drogaggio elevato, ad esempio superiore a 1?10<18 >atomi/cm<3>.
Le regioni impiantate profonde 65 si estendono ciascuna a distanza dalla prima superficie 55A del corpo 55.
In dettaglio, le regioni impiantate profonde 65 si estendono nella prima porzione 59A della regione di deriva 59. In particolare, qui, le regioni impiantate profonde 65 si estendono a partire dall?interfaccia tra la prima e la seconda porzione 59A, 59B della regione di deriva 59.
Le regioni impiantate profonde 65 possono avere ciascuna una larghezza, lungo il secondo asse Y, all'incirca uguale o differente da quella delle regioni impiantate superficiali 62, compresa ad esempio tra 1 ?m e 5 ?m.
Le regioni impiantate profonde 65 sono disposte sfalsate rispetto alle regioni impiantate superficiali 62; in particolare ciascuna regione impiantata profonda 65 ? disposta, lungo il secondo asse Y, tra due regioni impiantate superficiali 62 adiacenti.
Le regioni impiantate profonde 65 hanno ciascuna un livello di drogaggio elevato, ad esempio superiore a 1?10<18 >atomi/cm<3>.
In particolare, il livello di drogaggio delle regioni impiantate profonde 65 pu? essere minore o uguale del livello di drogaggio delle regioni impiantate superficiali 62. Ad esempio, un minore livello di drogaggio delle regioni impiantate profonde 65 pu? comportare complessivamente una minore resistivit? del corpo 55, dal momento che le regioni impiantate profonde 65 hanno un tipo di drogaggio opposto a quello della regione di deriva 59, e quindi comportare una minore resistenza elettrica del diodo JBS 50.
Le regioni impiantate superficiali 62 delimitano ciascuna, insieme ad una rispettiva regione impiantata profonda 65, una rispettiva sezione di passaggio 75 della regione di deriva 59. Le dimensioni della sezione di passaggio 75 dipendono dalla posizione relativa tra la regione impiantata superficiale 62 e la rispettiva regione impiantata profonda 65 da cui ? delimitata. In particolare, l?area delle sezioni di passaggio 75 pu? essere determinata, in fase di progettazione, scegliendo (figura 2A) lo spessore de, la distanza SY e la larghezza, lungo il secondo asse Y, delle regioni impiantate profonde 65.
Come mostrato in figura 3 per una cella elementare 54, in una vista dall?alto del corpo 55, le regioni impiantate superficiali 62 e le regioni impiantate profonde 65 (queste ultime indicate da linee tratteggiate) si estendono ciascuna, lungo il primo asse X, a forma di striscia.
Il diodo JBS 50 comprende inoltre una regione di metallizzazione di anodo 80, di materiale metallico quale titanio, nichel o molibdeno, che si estende sulla prima superficie 55A del corpo 55, formando un anodo A del diodo JBS 50.
La regione di metallizzazione di anodo 80 ? in contatto elettrico diretto con le regioni impiantate superficiali 62 e con le porzioni di contatto 68 della regione di deriva 59.
In dettaglio, la regione di metallizzazione di anodo 80 ? in contatto ohmico con le regioni impiantate superficiali 62.
Al fine di abbassare la resistenza di contatto tra la regione di metallizzazione di anodo 80 e le regioni impiantate superficiali 62, il diodo JBS 50 comprende anche una pluralit? di regioni di contatto ohmico 85, di materiale conduttivo, ad esempio di siliciuro di nichel, una per ciascuna regione impiantata superficiale 62. Le regioni di contatto ohmico 85 si estendono ciascuna sulla prima superficie 55A del corpo 55 e parzialmente all?interno della rispettiva regione impiantata superficiale 62, e hanno una larghezza, lungo il secondo asse Y, minore o uguale, qui minore, della rispettiva regione impiantata superficiale 62.
Le porzioni di contatto 68 della regione di deriva 59 formano ciascuna una giunzione Schottky con la regione di metallizzazione di anodo 80, formando un rispettivo diodo Schottky 90.
Le giunzioni Schottky hanno ciascuna una rispettiva barriera avente, all'equilibrio, un?altezza ?0, che determina una tensione di soglia di accensione del rispettivo diodo Schottky 90.
In questa forma di realizzazione, le regioni impiantate profonde 65 sono flottanti (?floating?).
In uso, in polarizzazione inversa, una tensione inversa ? applicata tra l?anodo A e il catodo K del diodo JBS 50 e mantiene i diodi Schottky 90 e i diodi PN 70 in uno stato spento. Quindi, complessivamente, anche il diodo JBS 50 ? in uno stato spento.
In polarizzazione inversa, in particolare in applicazioni di potenza, la tensione inversa pu? assumere valori elevati, ad esempio compresi tra 600 V e 1300 V.
La tensione inversa fa s? che le interfacce tra le regioni impiantate superficiali 62 e la regione di deriva 59 formano ciascuna una rispettiva regione svuotata, avente una ridotta concentrazione di portatori di carica. Ogni regione svuotata genera un campo elettrico le cui linee di campo abbassano localmente il campo elettrico generato dalla tensione inversa, nella rispettiva porzione di contatto 68 della regione di deriva 59, in particolare in prossimit? della rispettiva giunzione PN.
La tensione inversa causa anche la formazione di una regione svuotata all?interfaccia tra la regione di deriva 59 e ciascuna regione impiantata profonda 65. In particolare, tale regione svuotata si estende in una porzione centrale tra due regioni impiantate superficiali 62 adiacenti, all?interno di una rispettiva porzione di contatto 68 della regione di deriva 59. Tali regioni svuotate abbassano quindi ulteriormente il valore del campo elettrico nelle porzioni di contatto 68 della regione di deriva 59, in particolare nelle rispettive porzioni centrali.
Tale comportamento elettrico ? mostrato nella simulazione di figura 4 eseguita dalla Richiedente, la quale mostra l?andamento del campo elettrico E lungo la linea A-A di figura 2A, presa parallelamente al secondo asse Y, in prossimit? della prima superficie 55A del corpo 55. In dettaglio, la linea A-A si estende a partire dall?interfaccia tra una regione impiantata superficiale 62 e una porzione di contatto 68 della regione di deriva 59, fino ad un punto centrale della porzione di contatto 68 della regione di deriva 59.
Risulta quindi che il campo elettrico delle porzioni di contatto 68 della regione di deriva 59, in prossimit? della prima superficie 55A del corpo 55, ha un valore medio basso.
I diodi Schottky 90 sono quindi soggetti ciascuno, in prossimit? delle rispettive giunzioni Schottky, ad un campo elettrico medio basso; i diodi Schottky 90 sviluppano quindi ciascuno basse correnti di perdita, anche a fronte di una elevata tensione inversa fra anodo A e catodo K.
Di conseguenza, complessivamente, il diodo JBS 50 ? in grado di ottenere basse correnti di perdita in polarizzazione inversa.
In polarizzazione diretta, una tensione diretta maggiore della tensione di soglia di accensione del diodo JBS 50 ? applicata tra il catodo K e l?anodo A in modo da portare il diodo JBS 50 in uno stato acceso e permettere il passaggio di una corrente operativa tra l?anodo A e il catodo K. Il diodo JBS 50 permette il passaggio di un valore elevato della corrente operativa, ad esempio di 10 A, anche quando la tensione diretta ? bassa.
Il valore della corrente operativa ad una tensione diretta dipende infatti, ad esempio, dall?altezza della barriera ?0 dei diodi Schottky 90 e dalla resistenza del percorso conduttivo tra l?anodo A e il catodo K. Il diodo JBS 50 ha una bassa resistenza del percorso conduttivo fra anodo A e catodo K.
In fase di progettazione, ? possibile modulare le caratteristiche del diodo JBS 50 variando la distanza SY tra due regioni impiantate superficiali 62 adiacenti. Ad esempio, la distanza SY pu? essere aumentata in modo da aumentare l?area delle porzioni di contatto 68 disponibile al passaggio di corrente in polarizzazione diretta.
Inoltre, in fase di progettazione, ? anche possibile modulare le caratteristiche del diodo JBS 50 mantenendo costante la distanza SY e variando l?area delle sezioni di passaggio 75 della regione di deriva 59, come sopra descritto. Ad esempio, se ? preferibile ottenere un valore pi? basso della corrente di perdita, ? possibile ridurre lo spessore de che determina la profondit? dalla prima superficie 55A delle regioni impiantate profonde 65, e/o aumentare la larghezza, lungo il secondo asse Y, delle regioni impiantate profonde 65. In questo modo, le rispettive zone svuotate si avvicinino alla prima superficie 55A del corpo 55 e si estendono, lungo il secondo asse Y, per una porzione maggiore della distanza SY tra due regioni impiantate superficiali 62 adiacenti.
Qui di seguito sono descritte fasi di fabbricazione del diodo JBS 50, in particolare le fasi di fabbricazione che portano alla formazione delle regioni impiantate superficiali 62 e delle regioni impiantate profonde 65.
La figura 5A mostra una fetta 150 di carburo di silicio, avente un drogaggio di tipo N e una prima e una seconda superficie 150A, 150B. La fetta 150 comprende un substrato di lavoro 152, destinato a formare il substrato 57, e uno strato di deriva 153, destinato a formare la prima porzione 59A della regione di deriva 59. Lo strato di deriva 153 ? stato, ad esempio, cresciuto epitassialmente sul substrato di lavoro 152.
Lo strato di deriva 153 forma la prima superficie 150A della fetta 150 e il substrato di lavoro 152 forma la seconda superficie 150B della fetta 150.
Successivamente, figura 5B, una prima maschera 160 ? formata sulla prima superficie 150A della fetta 150, ad esempio tramite noti passaggi litografici. La prima maschera 160 comprende una pluralit? di porzioni 165, reciprocamente distanziate in modo da esporre porzioni della fetta 150 dove si intende formare le regioni impiantate profonde 65. Utilizzando la prima maschera 160, viene eseguita una prima impiantazione di ioni droganti di tipo P (qui indicati da prime frecce 170), ad esempio ioni di boro o alluminio.
Successivamente, figura 5C, la prima maschera 160 ? rimossa e uno strato epitassiale 180 ? cresciuto sulla prima superficie 150A della fetta 150. Lo strato epitassiale 180 ? delimitato da una superficie 180A e pu? avere un livello di drogaggio uniforme, lungo il terzo asse Z, o variabile, e pu? essere uguale o diverso rispetto al livello di drogaggio dello strato di deriva 153.
Qui, lo strato epitassiale 180, il quale corrisponde alla seconda porzione 59B della regione di deriva 59, ha un livello di drogaggio maggiore rispetto allo strato di deriva 153, il quale, come indicato sopra, ? destinato a formare la prima porzione 59A.
La fetta 150 e lo strato epitassiale 180 formano una fetta di lavoro 200 (destinata a formare il corpo 55), la quale ha una prima superficie corrispondente alla superficie dello strato epitassiale 180A, quindi ancora indicata da 180A, e una seconda superficie, corrispondente alla seconda superficie 150B della fetta 150, quindi ancora indicata da 150B.
In figura 5D, una seconda maschera 205 ? formata sulla prima superficie 180A della fetta di lavoro 200, ad esempio tramite noti passaggi litografici.
La seconda maschera 205 comprende una pluralit? di porzioni 210, reciprocamente distanziate in modo da esporre porzioni della fetta di lavoro 200 dove si intende formare le regioni impiantate superficiali 62.
Utilizzando la seconda maschera 205, viene eseguita una seconda impiantazione di ioni droganti di tipo P (qui indicati da seconde frecce 215), ad esempio ioni di alluminio o boro.
La seconda impiantazione forma le regioni impiantate superficiali 62.
Successivamente, la seconda maschera 205 viene rimossa e la fetta di lavoro 200 viene sottoposta ad un trattamento termico (?annealing?), ad esempio ad una temperatura maggiore di 1600?C, per l?attivazione degli ioni droganti delle regioni impiantate superficiali 62 e delle regioni impiantate profonde 65.
Vengono poi formate, in modo noto, le regioni di contatto ohmico 85 e la regione di metallizzazione di anodo 80.
Seguono inoltre note fasi di lavorazione quali, ad esempio, assottigliamento del substrato di lavoro 152, formazione della regione di metallizzazione di catodo, taglio (?dicing?) della fetta di lavoro 200 e incapsulamento, per ottenere il diodo JBS 50.
La figura 6 mostra una differente forma di realizzazione del presente diodo JBS, qui indicato da 250. Il diodo JBS 250, qui mostrato solo in pianta dall?alto, ha una struttura generale simile al diodo JBS 50 delle figure 2, 2A e 3. Di conseguenza, elementi in comune sono indicati dagli stessi numeri di riferimento e non sono ulteriormente descritti. In dettaglio, il diodo JBS 250 ? formato nel corpo 55, comprendente il substrato 57, qui non visibile, e la regione di deriva 59, la quale alloggia le regioni impiantate superficiali 62. Inoltre, il diodo JBS 250 comprende la regione di metallizzazione di anodo 80, la regione di metallizzazione di catodo 60 e le regioni di contato ohmico 85, non visibili in figura 6.
Le regioni impiantate profonde, qui indicate da 260 e da linee tratteggiate, sono disposte in profondit? nella regione di deriva 59, a distanza dalla prima superficie 55A del corpo 55, similmente a quanto discusso in riferimento alle regioni impiantate profonde 65 del diodo JBS 50.
In questa forma di realizzazione, ciascuna regione impiantata profonda 260 forma una rispettiva pluralit? di sacche (?pocket?), reciprocamente distanziate lungo il primo asse X. Di conseguenza, le porzioni di passaggio della regione di deriva 59, qui indicate da 275, si estendono anche tra due regioni impiantate profonde 260 adiacenti.
? possibile quindi progettare la distanza, lungo il primo asse X, tra due regioni impiantate profonde 260 adiacenti in modo da modulare l?area della regione di deriva 59 disponibile al passaggio della corrente operativa, in uso, in polarizzazione diretta. Il diodo JBS 250 ha dunque una elevata versatilit? di adattamento alle specifiche tecniche richieste da diverse applicazioni.
La figura 7 mostra una differente forma di realizzazione del presente diodo JBS, qui indicato da 300. Il diodo JBS 300, qui mostrato solo in pianta dall?alto, ha una struttura generale simile a quella dei diodi JBS 50, 250. Di conseguenza, elementi in comune sono indicati dagli stessi numeri di riferimento e non sono ulteriormente descritti.
In dettaglio, anche il diodo JBS 300 ? formato nel corpo 55 e la regione di deriva 59 alloggia una pluralit? di regioni impiantate superficiali, qui indicate da 305, e le regioni impiantate profonde 65, queste ultime indicate da una linea tratteggiata.
Le regioni impiantate profonde 65 si estendono anche qui, ciascuna, a forma di striscia lungo il primo asse X.
In questa forma di realizzazione, ciascuna regione impiantata superficiale 305 forma una rispettiva pluralit? di sacche, reciprocamente distanziate lungo il primo asse X.
Nel diodo JBS 300 quindi, le porzioni di contatto della regione di deriva, qui indicate da 308, si estendono sia tra due regioni impiantate superficiali 305 adiacenti lungo il secondo asse Y, sia tra due regioni impiantate superficiali 305 adiacenti lungo il primo asse X. Di conseguenza, le porzioni di contatto 308 della regione di deriva 59, le quali sono in contatto Schottky con la regione di metallizzazione di anodo 80, qui non mostrata, hanno un?area elevata. Di conseguenza, il percorso conduttivo tra l?anodo A e il catodo K del diodo JBS 300, in polarizzazione diretta, ha una bassa resistenza. Quindi il diodo JBS 300 ha un basso consumo energetico.
La figura 8 mostra un?ulteriore forma di realizzazione del presente diodo JBS, qui indicato da 350. Il diodo JBS 350, qui mostrato solo in pianta dall?alto, ha una struttura generale simile alla combinazione dei diodi JBS 250, 300. Di conseguenza, elementi in comune sono indicati dagli stessi numeri di riferimento e non sono ulteriormente descritti.
In dettaglio, nel diodo JBS 350 sia le regioni impiantate superficiali, qui indicate da 355, sia le regioni impiantate profonde, qui indicate da 360 e da linee tratteggiate, formano delle sacche distanziate reciprocamente lungo il primo asse X.
Inoltre, in questa forma di realizzazione, le regioni impiantate superficiali 355 e le regioni impiantate profonde 360 sono disposte sfalsate tra loro anche lungo il primo asse X; ovvero, muovendosi lungo il secondo asse Y, una regione impiantata superficiale 355 ? disallineata rispetto una rispettiva regione impiantata profonda 360. In altre parole, considerando una pluralit? di linee di sezione parallele al secondo asse Y e aventi diverse coordinate sul primo asse X, per alcune di tali linee di sezione, tra due regioni impiantate superficiali 355 adiacenti lungo il secondo asse Y non ? visibile alcuna regione impiantata profonda 360.
Nel diodo JBS 350 ? possibile quindi progettare l?area disponibile al passaggio di corrente, in polarizzazione diretta, variando sia la distanza, lungo il primo asse X, tra due regioni impiantate profonde 360 adiacenti, sia la distanza, lungo il primo asse X, tra due regioni impiantate superficiali 355 adiacenti. Il diodo JBS 350 ha dunque una elevata versatilit? di adattamento alle specifiche tecniche richieste di diverse applicazioni.
Risulter? chiaro al tecnico del ramo che i diodi JBS 250, 300, 350 possono essere ottenuti, a partire dalla fetta 150 di figura 5A, attraverso passaggi di fabbricazione analoghi a quelli gi? descritti in riferimento alle figure 5A-5D per il diodo JBS 50 e dunque non ulteriormente descritti.
Risulta infine chiaro che al dispositivo elettronico a conduzione verticale e al relativo procedimento di fabbricazione qui descritti ed illustrati possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall?ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.
Ad esempio, i tipi di conducibilit?, P ed N, possono essere invertiti e quanto sopra descritto pu? essere applicato anche ad un diodo MPS (?merged PiN Schottky?).
Inoltre, le regioni impiantate superficiali e le regioni impiantate profonde possono avere, in vista dall?alto, qualunque forma, ad esempio possono formare figure geometriche regolari o irregolari, quali ad esempio esagoni o cerchi. Oppure, le regioni impiantate superficiali e le regioni impiantate profonde possono essere porzioni di una singola regione di forma pi? complessa, ad esempio possono formare un anello.
Le regioni impiantate profonde possono essere in contatto elettrico diretto con la regione di metallizzazione di anodo, tramite regioni di connessione elettrica rappresentate schematicamente in figura 2A dalla linea tratteggiata 99. Ad esempio, nel caso in cui le regioni impiantate profonde abbiano forma di striscia, le regioni impiantate profonde possono essere in contatto elettrico diretto con la regione di metallizzazione di anodo ai bordi del dispositivo elettronico a conduzione verticale, ad esempio tramite una trincea formata nel corpo a partire dalla prima superficie del corpo.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI
1. Dispositivo elettronico a conduzione verticale (50; 250; 300; 350) comprendente:
un corpo (55) di materiale semiconduttore ad ampia banda proibita avente un primo tipo di conducibilit? e una superficie (55A) definente una prima direzione (Y) ed una seconda direzione (X), il corpo includendo una regione di deriva (59, 59A, 59B);
una pluralit? di regioni impiantate superficiali (62; 305; 355) di un secondo tipo di conducibilit?, estendentisi nella regione di deriva, a partire dalla superficie, le regioni impiantate superficiali delimitando fra loro, nella regione di deriva, almeno una porzione superficiale (68; 308) affacciata alla superficie;
almeno una regione impiantata profonda (65; 260; 360) del secondo tipo di conducibilit?, estendentesi nella regione di deriva, a distanza dalla superficie del corpo; e
una regione metallica (80) estendentesi sulla superficie del corpo, in contatto Schottky con la porzione superficiale (68) della regione di deriva.
2. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione precedente, in cui due regioni impiantate superficiali (62; 305; 355) della pluralit? di regioni impiantate superficiali sono disposte a distanza reciproca lungo la prima direzione (Y) e la regione impiantata profonda (65; 260; 360) si estende, lungo la prima direzione, tra le due regioni impiantate superficiali (62; 305; 355) della pluralit? di regioni impiantate superficiali.
3. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la regione di deriva comprende una prima porzione (59A) e una seconda porzione (59B), sovrapposte reciprocamente, la prima porzione avendo un primo livello di drogaggio e la seconda porzione avendo un secondo livello di drogaggio maggiore del primo livello di drogaggio, la seconda porzione estendendosi tra la prima porzione e la superficie (55A) del corpo.
4. Dispositivo elettronico secondo la rivendicazione precedente, in cui la regione impiantata profonda (65; 260; 360) si estende nella prima porzione (59A) della regione di deriva (59), e le regioni impiantate superficiali (62; 305; 355) si estendono nella seconda porzione (59B) della regione di deriva.
5. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le regioni impiantate superficiali (62; 305; 355) sono in contatto ohmico con la regione metallica (80).
6. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la regione impiantata profonda (65; 260; 360) ? flottante.
7. Dispositivo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui la regione impiantata profonda ? in contatto elettrico diretto (99) con la regione metallica.
8. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui le regioni impiantate superficiali (62; 305; 355) hanno un livello di drogaggio superficiale e la regione impiantata profonda ha un livello di drogaggio profondo, il livello di drogaggio superficiale essendo maggiore del livello di drogaggio profondo.
9. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la regione impiantata profonda (260; 360) comprende una pluralit? di porzioni impiantate profonde disposte a distanza reciproca e allineate lungo la seconda direzione (X) e disposte, lungo la prima direzione, tra due regioni impiantate superficiali (62; 355) adiacenti della pluralit? di regioni impiantate superficiali.
10. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la pluralit? di regioni impiantate superficiali (305; 355) comprende una prima e una seconda fila di regioni impiantate superficiali, la prima fila di regioni impiantate superficiali comprendendo una prima pluralit? di porzioni impiantate superficiali disposte a distanza reciproca e allineate lungo la seconda direzione (X), e la seconda fila di regioni impiantate superficiali comprendendo una seconda pluralit? di porzioni impiantate superficiali disposte a distanza reciproca e allineate lungo la seconda direzione.
11. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-9, in cui le regioni impiantate superficiali (62) e la regione impiantata profonda (65) si estendono lungo la seconda direzione a forma di striscia.
12. Dispositivo elettronico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il corpo (55) ? di carburo di silicio.
13. Procedimento di fabbricazione di un dispositivo elettronico a conduzione verticale, a partire da una fetta di lavoro (200) di materiale semiconduttore ad ampia banda proibita avente un primo tipo di conducibilit? e una superficie (180A), la fetta di lavoro includendo una regione di deriva (59, 153, 180), il procedimento comprendendo:
formare, nella regione di deriva, una pluralit? di regioni impiantate superficiali (62; 305; 355) di un secondo tipo di conducibilit?, estendentisi a partire dalla superficie, le regioni impiantate superficiali delimitando fra loro, nella regione di deriva, almeno una porzione superficiale (68; 308) affacciata alla superficie;
formare, nella regione di deriva, almeno una regione impiantata profonda (65; 260; 360), a distanza dalla superficie del corpo; e
formare una regione metallica (80) sulla superficie del corpo, la regione metallica essendo in contatto Schottky con la porzione superficiale della regione di deriva.
14. Procedimento di fabbricazione secondo la rivendicazione precedente, in cui formare l?almeno una regione impiantata profonda comprende, a partire da un corpo di lavoro (150) del primo tipo di conducibilit?, avente una superficie (150A) e uno strato di deriva (153) delimitato dalla superficie del corpo di lavoro, impiantare primi ioni droganti (170) sulla superficie del corpo di lavoro utilizzando una prima maschera (160).
15. Procedimento di fabbricazione secondo la rivendicazione precedente, in cui formare la pluralit? di regioni impiantate superficiali comprende:
crescere uno strato epitassiale (180) sulla superficie del corpo di lavoro, formando la fetta di lavoro, e
impiantare secondi ioni droganti (215), sulla superficie della fetta di lavoro, utilizzando una seconda maschera (205).
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EP22154844.9A EP4040498A1 (en) 2021-02-03 2022-02-02 Vertical conduction electronic device comprising a jbs diode and manufacturing process thereof
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CN202220251654.1U CN217239472U (zh) 2021-02-03 2022-02-07 垂直传导电子器件
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116454138B (zh) * 2023-06-15 2023-09-08 西安电子科技大学 一种柱状p沟道的碳化硅浮动结二极管及制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150061089A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Infineon Technologies Ag Vertical Semiconductor Device and Method of Manufacturing Thereof
JP2015162572A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 住友電気工業株式会社 ワイドバンドギャップ半導体装置
WO2018005746A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 General Electric Company Active area designs for charge-balanced jbs diodes

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9768259B2 (en) * 2013-07-26 2017-09-19 Cree, Inc. Controlled ion implantation into silicon carbide using channeling and devices fabricated using controlled ion implantation into silicon carbide using channeling
US11075264B2 (en) * 2016-05-31 2021-07-27 Cree, Inc. Super junction power semiconductor devices formed via ion implantation channeling techniques and related methods

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150061089A1 (en) * 2013-08-29 2015-03-05 Infineon Technologies Ag Vertical Semiconductor Device and Method of Manufacturing Thereof
JP2015162572A (ja) * 2014-02-27 2015-09-07 住友電気工業株式会社 ワイドバンドギャップ半導体装置
WO2018005746A1 (en) * 2016-06-30 2018-01-04 General Electric Company Active area designs for charge-balanced jbs diodes

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