SE535380C2 - Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter - Google Patents

Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter Download PDF

Info

Publication number
SE535380C2
SE535380C2 SE1150065A SE1150065A SE535380C2 SE 535380 C2 SE535380 C2 SE 535380C2 SE 1150065 A SE1150065 A SE 1150065A SE 1150065 A SE1150065 A SE 1150065A SE 535380 C2 SE535380 C2 SE 535380C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
region
base
emitter
base region
Prior art date
Application number
SE1150065A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1150065A1 (sv
Inventor
Andrei Konstantinov
Original Assignee
Fairchild Semiconductor
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fairchild Semiconductor filed Critical Fairchild Semiconductor
Priority to SE1150065A priority Critical patent/SE535380C2/sv
Priority to DE112012000615T priority patent/DE112012000615T5/de
Priority to PCT/EP2012/051606 priority patent/WO2012104322A1/en
Priority to PCT/SE2012/050097 priority patent/WO2012105899A1/en
Priority to CN2012800044687A priority patent/CN103283027A/zh
Priority to CN2012800070643A priority patent/CN103339731A/zh
Priority to DE112012000611T priority patent/DE112012000611T5/de
Publication of SE1150065A1 publication Critical patent/SE1150065A1/sv
Publication of SE535380C2 publication Critical patent/SE535380C2/sv
Priority to US13/688,067 priority patent/US8785945B2/en
Priority to US13/938,006 priority patent/US9515176B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/04—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes
    • H01L29/045—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their crystalline structure, e.g. polycrystalline, cubic or particular orientation of crystalline planes by their particular orientation of crystalline planes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73—Bipolar junction transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
    • H01L21/0455—Making n or p doped regions or layers, e.g. using diffusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/10—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 with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1004—Base region of bipolar transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/12—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L29/1608—Silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
    • H01L29/66068—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66234—Bipolar junction transistors [BJT]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73—Bipolar junction transistors
    • H01L29/732—Vertical transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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
    • H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70—Bipolar devices
    • H01L29/72—Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals
    • H01L29/73—Bipolar junction transistors
    • H01L29/732—Vertical transistors
    • H01L29/7325—Vertical transistors having an emitter-base junction leaving at a main surface and a base-collector junction leaving at a peripheral surface of the body, e.g. mesa planar transistor

Abstract

34SAM MAN DRAG Nya konstruktioner för bipolära transistorer (BJT:er) i kiselkarbid (SiC) ochnya förfaranden för tillverkning av sådana BJT:er i SiC tillhandahålls. BJT:n(200) i SiC innefattar ett kollektorområde (220), ett basområde (240), och ettemitterområde (260) som är anordnade i en stapel. Emitterområdet bildar enupphöjd struktur som definieras av yttre sidoväggar (265) ovanpå stapeln.Basområdets parti som angränsar emitterområdet definierar det intrinsiskabasområdet (245). Vidare innefattar det intrinsiska basområdet ett första parti(246) som i sidled är anordnat på avstånd från emitterområdets yttresidoväggar medelst ett andra parti (247) som har en dopningsdos som ärhögre än den hos det första partiet. Föreliggande uppfinning är fördelaktigeftersom BJT:er i SiC med förbättrad blockeringsförmåga och fortfarande tillräckligt hög strömförstärkning tillhandahålls. Figur vald för publicering: figur 2f

Description

25 30 535 BBÜ 2 att de inte samtidigt tillhandahåller en tillräckligt hög emitterströmförstärkning och en tillräckligt hög blockeringsspänning.
Ytterligare en begränsning inom tekniken för bipolära SiC-komponenter uppkommer från ytrekombination vilket begränsar emitterströmförstärkningen som kan uppnås. Vidare är ytrekombination en eventuell stabilitetsfråga, eftersom gränssnittsegenskaperna skulle kunna försämras med tiden under tillstånd med minoritetsladdningsbärarinjektion.
Således finns ett behov av att tillhandahålla nya konstruktioner av BJT:er i SiC och nya förfaranden för tillverkning av sådana BJT:er, vilka kan mildra minst några av de ovan nämnda nackdelarna SAMMANFATTNING AV UPPFlNNlNGEN Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att mildra minst några av nackdelarna ovan hos den kända tekniken och att tillhandahålla ett förbättrat alternativ till kända BJT:er i SiC.
Generellt är ett ändamål med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en BJT i SiC med förbättrad blockeringsförmåga och som samtidigt tillhandahåller en tillräcklig strömförstärkning. Vidare är ett ändamål med uppfinningen att tillhandahålla förfaranden för tillverkning av BJT:er i SiC.
Dessa och andra ändamål med föreliggande uppfinning uppnås medelst BJT:n i SiC och förfarandet för tillverkning av en sådan BJT i SiC såsom definieras i de självständiga kraven. Föredragna utföringsformer är definierade i de osjälvständiga kraven.
Enligt en första aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls en bipolär transistor (BJT) i kiselkarbid (SiC). BJT:n i SiC innefattar ett kollektorområde, ett basområde, och ett emitterområde som är anordnade i en stapel. Emitterområdet bildar en upphöjd struktur som definieras av yttre sidoväggar ovanpå stapeln. Basområdets parti som angränsar emitterområdet definierar det intrinsiska basområdet. Vidare innefattar det intrinsiska basområdet ett första parti som i sidled är anordnat på avstånd från emitterområdets yttre sidoväggar medelst ett andra parti som har en dopningsdos som är högre än den hos det första partiet. 10 15 20 25 30 535 380 3 Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning tillhandahålls ett förfarande för tillverkning av en BJT i SiC, vilken BJT innefattar ett kollektorområde, ett basområde och ett emitterområde anordnade i en stapel.
Förfarandet innefattar stegen att tillhandahålla ett basskikt på ett kollektorskikt och att tillhandahålla ett emitterområde ovanpå basskiktet. Emitterområdet bildar en upphöjd struktur som definieras av yttre sidoväggar och basskiktets parti som angränsar emitterområdet definierar det intrinsiska basområdet (hos basområdet). Det intrinsiska basområde innefattar ett första parti som i sidled är anordnat på avstånd från emitterområdets yttre sidoväggar medelst ett andra parti som har en dopningsdos som är högre än den hos det första partiet.
Föreliggande uppfinning är baserad på insikten att det intrinsiska basområdet första parti med fördel kan vara anordnat på avstånd i sidled från emitterområdets yttre sidoväggar medelst ett andra parti (eller distansskapande parti/område) som har en högre dopningsdos. Uppfinnaren har insett att i kända BJT:er i SiC kan penetrationseffekten i basområdet huvudsakligen uppkomma i zonen där det intrinsiska basområdets kanter och de emitterområdets yttre sidoväggarna sammanfaller. Genom att tillhandahålla ett andra parti (eller distansskapande parti), som har en hög dopningsdos jämfört med det intrinsiska basområdets första parti, minskas penetrationseffekten. Med föreliggande uppfinning skär inte det intrinsiska basområdets första parti, vilket första parti kan kallas det intrinsiska basområdets aktiva parti, emitterns yttre sidoväggar där penetrationseffekten är förhöjd (på grund av t.ex. överetsning av emitterområdet såsom i kända BJT:er). Genom att den del av det intrinsiska basområdet som har låg dos anordnas på ett visst avstånd i sidled från emitterområdets yttre sidoväggar (som är definierade genom etsning i ett emitterskikt), uppnås en förbättrad blockeringsspänning. Det första partiets sidogränser sammanfaller inte med emitterområdets yttre sidoväggar. Under drift (d.v.s. under påslagen förspänning) uppvisar ßJTzn i SiC enligt föreliggande uppfinning en högre laddning i det andra partiet än i det första partiet hos det intrinsiska basområdet. 10 15 20 25 30 535 380 4 Det torde inses att basskiktet hos en BJT i SiC vanligtvis definieras av två områden, det intrinsiska basområdet som angränsar (eller täcks av) emitterområdet och det extrinsiska basområdet som inte täcks av emitterområdet. De yttre sidoväggarna hos emitterområdet definierar gränserna mellan dessa två områden.
Enligt en utföringsform kan det intrinsiska basområdets första parti vara tunnare än åtminstone det andra partiet, och företrädesvis tunnare än basområdets resterande del (d.v.s. delen hos basområdet som inte utgörs av det första partiet). l föreliggande utföringsform kan det intrinsiska basområdets första parti utformas genom tillhandahållande av (t.ex. via etsning) ett urtag i ett baskskikt som har en relativt jämn dopningsnivå.
Eftersom basskiktets tjocklek är minskad i det intrinsiska basområdets första parti, vilket vanligtvis motsvarar det intrinsiska basområdets mittparti (eller huvudparti), är dopningsdosen (d.v.s. integralen av dopningsnivån eller dopningskoncentrationen över tjockleken) lägre i det första partiet än i det andra partiet. Det torde inses att emitterskiktet sedan utformas, t.ex. genom epitaxiell deponering, så att material deponeras över urtaget som är utformat i basskiktet och det icke-etsade partiet hos basskiktet, vilket därigenom tillhandahåller en övervuxen emitter i området som motsvarar urtaget.
Emitterområdet och emitterområdets yttre sidoväggar definieras sedan genom ett efterföljande etsningssteg.
Enligt en annan utföringsform kan det andra partiet ha en dopningskoncentration som är högre än det första partiets dopningskoncentration, vilket är ett alternativt sätt att tillhandahålla en ökad dopningsdos i det andra partiet. Som ett resultat har det andra partiet en dopningsdos som är högre än den hos det första partiet, vilket därigenom minskar penetrationseffekten och förbättrar blockeringsförmåga hos BJT:n i SiC. Vidare kan basområdets del som inte utgörs av det intrinsiska basområdets första parti, d.v.s. det andra partiet och det extrinsiska basområdet (vilket definieras som den del av basområdet som inte angränsar eller. med andra ord, inte täcks av, emitterområdet) kan ha en dopningskoncentration vilken är högre än den hos det första partiet. 10 15 20 25 30 535 380 5 Enligt en utföringsform kan basområdets parti som har en högre dopningsdos och inkluderar nämnda andra parti sträcka sig i sidled in i basområdets parti utanför (d.v.s. som inte utgörs av) det intrinsiska basområdet (d.v.s. i det extrinsiska basområdet, den del av basområdet som inte täcks av emitterom rådet).
Det torde inses, med hänvisning till de tre föregående utföringsformerna, att tillhandahållande av en dopningsdos i det extrinsiska basområdet vilken är högre än det intrinsiska basområdets första partis dopningsdos är fördelaktigt eftersom en ökad laddning då uppnås i det extrinsiska basområdet under drift, vilket vidare förbättrar spänningsblockeringsförmägan medan tillräckligt hög strömförstärkning fortfarande bibehålls. Kända BJT:er i SiC däremot har en lägre dopningsdos i det extrinsiska basområdet än i det intrinsiska basområdet på grund av behovet av överetsning av emitterområdet (eller emittermesan). Vidare avlägsnas extra laddning från det extrinsiska basområdet i kända BJT:er i SiC på grund av den fasta spänningen i en oxid som är anordnad vid emitterområdets kanter. En otillräcklig laddning i det extrinsiska basområdet, såsom i kända BJT:er i SiC, resulterar i ökad basresistans liksom tidig penetrering hos det extrinsiska basområdet, i synnerhet om dopningsdosen i basen hålls låg för att uppnå hög emitterströmförstärkning. "Förlängning av det andra partiet" i det extrinsiska basområdet, d.v.s. tillhandahållande av en dopningsdos i det extrinsiska basområdet vilken är högre än det intrinsiska basområdets första partis dopningsdos, förbättrar således vidare BJT:n l SiC beträffande basresistans och blockeringsförmåga.
Vidare underlättar tillhandahållande av ett extrinsiskt basområde som har en hög dopningsnivå (åtminstone högre än i det intrinsiska basområdets första parti) utformning av en ohmsk kontakt till basområdet.
Enligt en utföringsform kan det andra partiets täckningsområde i det intrinsiska basområdet vara upp till ungefär 50% (d.v.s. det bör inte överstiga 50%) och/eller det andra partiets bredd ligga inom intervallet ungefär 0,5 till 5 mikron.
Enligt en utföringsform kan basområdet innefatta två skikt. ett första skikt som angränsar kollektorområdet och ett andra skikt ovanpå det första 10 15 20 25 30 535 330 6 skiktet (d.v.s. det andra skiktet är anordnat på motsatt sida av det första skiktet relativt kollektorområdet). l föreliggande utföringsform är det första skiktets dopningsnivå lägre än det andra skiktets dopningsnivå, och det andra skiktet innefattar ett urtag som sträcker sig i riktning mot (och företrädesvis hela vägen nertill) det första skiktet för definiering av det intrinsiska basområdets första parti. I föreliggande utföringsfonn motsvarar det första partiet det parti hos det första skiktet som är beläget under urtaget som är utformat i det andra skiktet. Föreliggande utföringsform är fördelaktig eftersom den tillhandahåller ett skikt med högre dopningsnivå ovanpå det extrinsiska basområdet, vilket därigenom underlättar tillverkningen av ohmsk kontakt till basområdet och minskar serieresistansen i framriktningen i BJT:n i SiC. BJT:n i SiC enligt föreliggande utföringsform kan med fördel tillverkas i enlighet med följande tillverkningsförfarande.
Med hänvisning till förfarandet för tillverkning av en BJT i SiC i enlighet med den andra aspekten av uppfinningen kan steget att tillhandahålla ett basskikt innefatta stegen att tillhandahålla ett första skikt på kollektorskiktet, att tillhandahålla ett andra skikt ovanpå det första skiktet, och att, i nämnda andra skikt, utforma ett urtag som sträcker sig i riktning mot det första skiktet för definiering av basområdets första parti i det första skiktet (vilket urtag t.ex. definierar det första partiets bredd, längd och/eller yta). I föreliggande utföringsform är det första skiktets dopningsnivå lägre än det andra skiktets dopningsnivå. Vidare innefattar steget att tillhandahålla emitterområdet ytterligare steget att anordna emitterområdet ovanpå det andra skiktet så att det andra partiet innefattar material av det andra skiktet. Med andra ord är det intrinsiska basområdets första parti i sidled åtskilt från emitterområdets yttre sidoväggar medelst ett andra parti som innefattar material av det andra skiktet.
Enligt en annan utföringsform kan basområdet innefatta ett skikt som har en dopningsnivå som ökar stegvis och/eller på ett varierande vis längs en riktning från kollektorområdet till emitterområdet. Vidare kan skiktet innefatta ett urtag för definiering av det intrinsiska basområdets första parti.
Föreliggande utföringsform är fördelaktig eftersom en varierande basdopning ökar strömförstärkningen tack vare dragkraften på minoritetsladdningsbärare 10 15 20 25 30 535 380 7 vilken är innefattat i det inbyggda elektriska fältet. Vidare är föreliggande utföringsform också fördelaktig eftersom ett skikt med högre dopningsnivå är anordnat ovanpå det intrinsiska basområdet, vilket därigenom underlättar tillverkningen av ohmsk kontakt till basområdet och minskar serieresistansen i framriktningen i BJT:n i SiC. Det torde inses att urtaget kan sträcka sig ner till en tjocklek som tillhandahåller den önskade dopningsdosen i det intrinsiska basområdets första parti eller ner till en tjocklek som motsvarar en önskad dopningsnivå hos det första partiet vid angränsningen till emitterområdet. Det första partiet motsvarar det parti hos baskskiktet som är beläget under urtaget som är utformat i basskiktet. BJT:n i SiC enligt föreliggande utföringsform tillverkas med fördel i enlighet med följande tillverkningsförfarande.
Med hänvisning till förfarandet för tillverkning av en BJT i SiC i enlighet med den andra aspekten av föreliggande uppfinning kan basskiktet ha en dopningsnivå som ökar stegvis och/eller på ett varierande vis från basområdets sida som angränsar kollektorområdet mot emitterområdet.
Förfarandet kan sedan innefatta steget att utforma ett urtag i basskiktet för definiering av basområdets första parti (vilket urtag Lex. definieras av det första partiets bredd. längd och/eller area). Vidare kan steget att tillhandahålla emitterområdet innefatta steget att anordna emitterområdet ovanpå basskiktet så att det andra partiet innefattar material med en högre dopningsnivå än den hos det första partiet. Som ett resultat är det intrinsiska basområdets första parti i sidled anordnat på avstånd från emitterområdets ytterväggar medelst ett andra parti som innefattar material med högre dopningsnivå än den hos det första partiet.
Det torde inses att urtaget som är utformat i basskiktet i BJT:erna i SiC i enlighet med föregående utföringsformer innefattar material av emitterområdet efter tillhandahållande (t.ex. genom epitaxiell deponering) av emitterskiktet ovanpå basskiktet. l enlighet med ytterligare en utföringsform kan basområdet innefatta två skikt, ett första skikt som angränsar kollektorområdet och i vilket ett urtag är utformat för definiering av det intrinsiska basområdets första parti och ett andra skikt som är anordnat ovanpå det första skiktet för angränsning mot emitterområdet (d.v.s. det andra skiktet är anordnat på motsatt sida av det 10 15 20 25 30 535 380 8 första skiktet relativt kollektorområdet). Vidare är det första skiktets dopningsnivå högre än det andra skiktets dopningsnivå. En av fördelarna med BJT-konstruktionen enligt föreliggande utföringsform är möjligheten till en noggrannare kontroll av det intrinsiska basområdets första partis (med låg dos) dopningsnivå och tjocklek eftersom tillhandahållandet (t.ex. genom epitaxiell växt) av det lågdopade basskiktet omedelbart kan följas av tillhandahållande (t.ex. genom epitaxiell växt) av emitterskiktet (d.v.s. utan att behöva utforma ett urtag precis före växt av emitterskiktet). Det torde inses att urtaget utformat i det första skiktet inte nödvändigtvis behöver sträcka sig ner till kollektorområdet utan att ett parti av det första skiktet kan lämnas kvar. l det senare fallet (d.v.s. om ett parti av det första skiktet lämnas kvar) innefattar den totala laddningen i det intrinsiska basområdets första parti laddningen från det första skiktets parti som är kvar under botten av urtaget och laddningen som tillhandahålls av det andra skiktet, d.v.s. det övervuxna basskiktet. BJT:n i SiC enligt föreliggande utföringsform är med fördel tillverkad i enlighet med följande tillverkningsförfarande.
Med hänvisning till förfarandet för tillverkning av en BJT i SiC i enlighet med den andra aspekten av föreliggande uppfinning kan steget att tillhandahålla ett basskikt innefatta stegen att tillhandahålla ett första skikt på kollektorskiktet, att utforma ett urtag i det första skiktet för definiering av basområdets första parti (vilket urtag t.ex. definierar det första partiets bredd, längd och/eller area), och att tillhandahålla ett andra skikt ovanpå det första skiktet. l föreliggande utföringsform är det första skiktets dopningsnivå högre än det andra skiktets dopningsnivå. Vidare innefattar steget att tillhandahålla emitterområdet steget att anordna emitterområdet ovanpå det andra skiktet så att det andra partiet innefattar material av det första skiktet. Med andra ord är det intrinsiska basområdets första parti anordnat på avstånd i sidled från emitterområdets yttre sidoväggar medelst ett andra parti som innefattar material av det första skiktet.
Enligt en utföringsform kan det andra partiet eller distansskapande området (som har högre dopningsdos) vara utformat som en fingerstruktur som sträcker sig i längdriktning från en yttre sidovägg hos emitterområdet mot en motstående sidovägg hos emitterområdet. Föreliggande utföringsform är 10 15 20 25 30 535 380 9 fördelaktig eftersom den undertrycker, eller åtminstone minskar, emitterströmförträngningseffekten samtidigt som ett brett emitterfinger fortfarande kan användas. Vanligtvis har ökning av emitterområdets bredd för förbättring av förstärkning och stabilitet i en BJT nackdelen att resistansen i framriktningen ökar och komponentens switchhastighet minskar.
Kollektorströmtätheten (eller sidoprofilen hos kollektorströmtätheten) i en BJT styrs av den så kallade emitterströmförträngningseffekten varvid emitterströmtätheten vid höga strömnivåer snabbt minskar från emitterområdets kant (eller yttre sidoväggar) mot emitterområdets (eller emitterfingrets) mitt. I detta fall är bidraget från emitterområdets (eller emitterrnesans) mittendel till kollektorströmmen väldigt reducerat. En standardlösning för att minska emitterströmförträngningseffekten är att minska komponentens pitch, d.v.s. emitterområdets storlek (och i synnerhet bredd), I SiC medför dock minskning av komponentens pitch en ökning av ytrekombination (eftersom förhållandet omkrets till komponentarea ökar) eftersom angränsningen av SiC mot dielektriska ytbeläggningsmaterial inte är lika fördelaktig som för t.ex. kisel mot kiseldioxid. En ökning av ytrekombinationen är ofördelaktig eftersom det minskar BJT:ns förstärkning och degraderar dess stabilitet. Med föreliggande utföringsform är fingerstrukturen eller fingrarna som är utformade i det intrinsiska basområdets högdosparti (d.v.s. i det andra partiet) fördelaktiga eftersom de minskar emitterströmförträngningseffekten utan att emitterområdets storlek behöver minskas.
Det torde inses att basfingrarna med hög dos i sidled kan sträcka sig längs en riktning som är väsentligen vinkelrät mot emittermesans sidoväggar.
Det intrinsiska basområdets andra parti kan därför anordnas som ett smalt och långsträckt finger (eller en uppsättning smala och långsträckta fingrar, vilket kommer att exemplifieras vidare i den detaljerade beskrivningen nedan).
Enligt en utföringsform kan stapeln vara anordnad på ett substrat som har en off-axis-orientering som ligger inom intervallet ungefär 2 till 4 grader.
Vidare kan BJT:n i SiC innefatta ett defektavslutningsskikt (DTL-skikt) som är anordnat mellan substratet och kollektorområdet. DTL-skiktet kan ha en 10 15 20 25 30 535 380 10 tjocklek inom intervallet ungefär 12 till 30 mikrometer och en dopningsnivå inom intervallet 3><101° cm'3 till v10” cm'3. Föreliggande utföringsform är fördelaktig eftersom den förbättrar stabiliteten hos BJT:n i SiC. Med DTL- skiktet är BJT:n i SiC mindre känslig för degradering under drift på grund av t.ex. fortplantning av defekter såsom basalplansdislokationer.
Det torde inses att BJT:n vidare kan innefatta en dielektrisk ytbeläggning, såsom en oxid, på emitterområdets sidoväggar, och vilken ytbeläggning eventuellt också täcker en del av emitterområdets översta parti, vilket är fördelaktigt eftersom det minskar ytrekombinationen och därigenom ytterligare förbättrar strömförstärkningen hos BJT:n i SiC.
Enligt en utföringsform tillhandahålls en kraftkomponent i SiC, vilken komponent innefattar ett flertal BJT:er enligt någon av föregående utföringsformer. BJT:erna kan vara anordnade som en en- eller tvådimensionell matris och kopplade till varandra via ihopkopplingsmedel.
Det torde inses att utföringsformerna beskrivna ovan i samband med den första aspekten av uppfinningen också kan kombineras med utföringsformer beskrivna i samband med tillverkningsförfarandet enligt den andra aspekten av föreliggande uppfinning, och vice versa.
Ytterligare ändamål, särdrag hos, och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att klargöras i följande detaljerade beskrivning, ritningarna och de bifogade kraven. En fackman inom området förstår att olika särdrag hos föreliggande uppfinning kan kombineras för att skapa andra utföringsformer än de som beskrivs i det följande.
KORT BESKRIVING AV RlTNlNGARNA Ovanstående, liksom ytterligare ändamål, särdrag hos och fördelar med föreliggande uppfinning kommer att klargöras i följande illustrativa, icke- begränsande detaljerade beskrivning av föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: fig. 1 visar en schematisk tvärsnittsvy av en standardmässig BJT i SiC; fig. 2f visar en schematisk tvärsnittsvy av en BJT i SiC i enlighet med en exemplifierande utföringsform av föreliggande uppfinning och fig. 2a-2f visar ett förfarande för tillverkning av en sådan BJT i SiC; 10 15 20 25 30 535 380 11 fig. 3 visar en schematisk tvärsnittsvy av en BJT i SiC i enlighet med en annan exemplifierande utföringsforrn av föreliggande uppfinning; fig. 4 visar prestandan i det aktiva tillståndet för BJT:n i SiC i enlighet med en utföringsform som motsvarar konstruktionen visad i fig.3 för jämförelse med prestandan i det aktiva tillståndet för en BJT i SiC som har en standardkonstruktion (såsom visas i fig. 1); tig. 5 visar egenskaperna i det inaktiva läget hos en BJT i SiC i enlighet med en utföringsform som motsvarar konstruktionen som visas i fig.3 för jämförelse med egenskaperna i det inaktiva läget hos en BJT i SiC som har en standardkonstruktion (såsom visas i fig.1); fig. 6 visar en schematisk tvärsnittsvy av en BJT i SiC i enlighet med en annan exemplifierande utföringsforrn av föreliggande uppfinning; fig_ 7 visar en schematisk tvärsnittsvy av en BJT i SiC i enlighet med ytterligare en annan exemplifierande utföringsform av föreliggande uppfinning; och fig. 8 visar schematiskt facetteringen hos en SiC-kristallyta under icke- plan överväxt av ett dike och de föredragna förskjutningarna för etsning av emitterområdet.
Alla figurer är schematiska, inte nödvändigtvis skalenliga, och visar i allmänhet bara delar som är nödvändiga för klargörande av uppfinningen, varvid andra delar kan vara utelämnade eller bara föreslagna.
DETALJERAQBESKRNNING Med hänvisning till figur 1 visas en schematisk vy av en standardmässig BJT i SiC.
Figur 1 visar en BJT 100 i SiC, vilken BJT innefattar ett substrat 110 på vilket ett kollektorskikt 120, ett basskikt 140 och ett emitterskikt 160 har växts.
I fallet med en BJT i SiC av NPN-typ kan den epitaxiella strukturen vanligtvis innefatta en lågdopat kollektorskikt 120 av n-typ som är växt ovanpå ett högt dopat substrat 110 av n-typ, ett basskikt 140 av p-typ och ett högt dopat emitterskikt 160 av n-typ. Efter epitaxiell växt definieras emitterområdet och basområdet med användande av torretsningstekniker, vilket därigenom tillhandahåller ett upphöjt emitterområde 160. Ett dielektriskt skikt 170 kan 10 15 20 25 30 535 380 12 vara utformat, t.ex. genom deponering av en oxid, vid det upphöjda emitterområdets 160 (eller emittermesans) kant. Det dielektriska skiktet 170 är fördelaktigt för undertryckning, eller åtminstone minskning, och för Stabilisering av ytrekombinationen av minoritetsladdningsbärare. Ohmska kontakter 161, 141 är utformade till emitterområdet 160 respektive basområdet 140 och en ohmsk kontakt 121 för kollektorn kan vara utformad på substratets 110 baksida. Den ohmska kontakten 141 till basområdet kan förbättras genom tillhandahållande av ett område 142 som har en ökad acceptordopning med användande av t.ex. selektiv jonimplantation följt av högtemperaturvärmebehandling före utformande av kontakten 141.
Basskiktets 140 parti som är beläget under emittermesan 160, d.v.s. innanför emitterkantens kontur, kallas vanligtvis för det intrinsiska basområdet 145 medan basskiktets 140 parti som inte är täckt av emitterområdet 160 vanligtvis kallas för det extrinsiska basområdet.
Tillämpningar för hög effekt och höghastighetsswitch kräver dock nya utformningar. I synnerhet vore det fördelaktigt att tillhandahålla nya utformningar som tillhandahåller BJT:er i SiC med förbättrad blockeringsförmåga samtidigt som en tillräckligt hög emitterströmförstärkning bibehålls.
Med hänvisning till figur 2f visas en schematisk vy av en BJT i SiC i enlighet med en exemplifierande utföringsform av föreliggande uppfinning.
Figur 2f visar en BJT 200 i SiC, vilken BJT innefattar ett substrat 210 på vilket ett kollektorområde 220, ett basområde 240 och ett emitterområde 260 är anordnade i en stapel. Kollektorområdet 220, basområdet 240 och emitterområdet 260 kan växas genom epitaxi, vilket kommer att förklaras vidare nedan. BJT:n i SiC som visas i figur 2f kan vara en BJT i SiC av NPN- typ, såsom beskrivs ovan i samband med figur 1, d.v.s. med ett lågdopat kollektorskikt 220 av n-typ växt ovanpå ett högt dopat substrat 210 av n-typ, ett basskikt 240 av p-typ och ett högt dopat emitterskikt 260 av n-typ. Efter mönstring (via t.ex. fotolitografi- och etsningstekniker) av emitterskiktet, bildar emitterområdet 260 en upphöjd struktur, eller mesastruktur, som definieras av de yttre sidoväggarna 265 på toppen av stapeln. 10 15 20 25 30 535 380 13 Vidare innefattar BJT:n 200 i SiC ett intrinsiskt basområde 245 som motsvarar basområdets 240 parti 245 som angränsar emitterområdet 260 (d.v.s. basområdets 240 parti 245 som täcks av emitterområdet 260), vilket intrinsiska basområde 245 innefattar ett första parti 246 som är anordnat på avstånd i sidled från emitterområdets 260 yttre sidoväggar 265 medelst ett andra parti 247. Det andra partiets 247 dopningsdos är högre än det första partiets 246 dopningsdos. Även om hänvisningsbeteckningen 245 som utmärker det intrinsiska basområdet av praktiska skäl har placerats i koliektorområdet 210 torde det inses att det intrinsiska basområdet 245 syftar på basområdets 240 parti som angränsar emitterområdet, såsom definieras ovan.
Enligt ett alternativ, såsom visat i figur 2f, kan det intrinsiska basområdets 245 första parti 246 vara tunnare än den resterande delen av basområdet 240, och i synnerhet det andra partiet 247. Genom användande av ett basskikt som har en relativt likformig dopningsnivå kan således basområdets 240 dopningsdos i det första partiet 246, d.v.s. i dess aktiva parti, minskas genom minskning av det första partiets tjocklek relativt basområdet resterande del. Som ett resultat minskas det första partiets elektriska laddning jämfört med det andra partiets elektriska laddning, vilket därigenom minskar risken för penetration i närheten av emitterområdets 260 yttre sidoväggar eller kanter 265 tack vare det andra partiet 247.
Enligt ett annat alternativ, som inte visas, kan det andra partiets 247 dopningsdos vara ökad relativt det intrinsiska basområdets 245 första partis 246 dopningsdos genom lokal ökning av basskiktets dopningsnivå i det andra partiet 247, och ännu mer fördelaktigt i det andra partiet 247 och basområdets 240 extrinsiska basområde.
Det torde inses att BJT:n i SiC som visas i figur 2f också kan innefatta ohmska kontakter till koliektorområdet 220 via t.ex. ett kontaktskikt 221 på substratets 210 baksida, ett kontaktskikt 241 till basområdet 240 och ett kontaktskikt 261 till emitterområdet 260.
BJT:n i SiC som visas i figur 2f kan till exempel vara tillverkad genom en första epitaxiell växt av kollektorskiktet 220 ovanpå substratet 210 (steget motsvarande fig. 2a) och sedan epitaxiell växt av baskskiktet 240 ovanpå 10 15 20 25 30 535 380 14 kollektorskiktet 220 (steget i fig. 2b). Basskiktet 240 mönstras sedan genom etsning av ett urtag 249 (steget i fig. 2c), t.ex. med användande av en kombination av fotolitografi- och torretsningstekniker för definiering av basområdets 240 aktiva (eller första) parti 246. I föreliggande utföringsform kan urtaget 249 sträcka sig till en önskad tjocklek, som motsvarar en önskad dopningsdos, hos det intrinsiska basområdets 245 första parti 246.
Tillverkningsföifarandet innefattar sedan vidare ett steg med epitaxiell växt av emitterskiktet (steget i fig. 2d), vilket därigenom täcker bottenytan av urtaget 249 i det intrinsiska basområdet och basskiktets 240 resterande del (d.v.s. ytan som senare kommer att motsvara det andra partiet och det extrinsiska basområdet). Emitterområdet 260 definieras sedan med användande av en kombination av fotolitografi- och torretsningstekniker för att utforma en upphöjd struktur ovanpå stapeln av skikt (steget i fig. 2e). Emitterområdet 260 (d.v.s. den upphöjda strukturen eller mesan) är anordnat, under fotolitografisteget, så att det intrinsiska basområdets första parti 246 (eller med andra ord det tidigare definierade urtaget 249 i basskiktet) är anordnat på avstånd från emitterområdets 260 yttre kanter 265 medelst det andra partiet 247, d.v.s. medelst ett område som har en större tjocklek än det första partiet 246 har. Den upphöjda strukturen som bildar emitterområdet 260 definieras av yttre sidoväggar 265.
Med andra ord mönstras emitterområdet för att undvika eller eliminera risken för att emittermesans kanter ska skära det intrinsiska basområdets aktiva del (första parti) som har en lägre dopningsdos av acceptorer. Det intrinsiska basområdets 245 första partis 246 kanter sammanfaller inte (i sidled) med emitterområdets 260 yttre sidoväggar 265, såsom visas i figur 2f.
Med hänvisning igen till figur 1 för att vidare förklara uppfinningen torde det inses att det extrinsiska basområdet hos BJT:n i SiC i enlighet med standardkonstruktionen som visas i figur 1 har en lägre acceptordos än den hos det intrinsiska basområdet eftersom det extrinsiska basområdet faktiskt är tunnare än det intrinsiska basområdet på grund av behovet av överetsning av emittermesan. Vidare avlägsnas också en extra acceptorladdning från den extrinsiska basen på grund av den fasta laddningen i oxidbeläggníngen 170.
En otillräcklig laddning i det extrinsiska basområdet resulterar i en ökad 10 15 20 25 30 535 380 15 basresistans såväl som i tidig penetration hos den extrinsiska basen, i synnerhet om acceptordosen i basen hålls låg så att en hög emitterströmförstärkning uppnås.
Det är därför tydligt att BJT:n i SiC i enlighet med föreliggande uppfinning är fördelaktig jämfört med standardmässiga BJT:er i SiC eftersom den innefattar ett andra parti 247 som har en högre dopningsdos mellan det intrinsiska basområdets 245 första område 246 och emittermesans 260 yttre sidoväggar 265. Vidare kan området med högre dopningsdos med fördel sträcka sig in i det extrinsiska basområdet såsom visas i figur 2f. Som ett resultat minskas basresistansen och penetrationseffekten minskas ytterligare.
Det torde inses att det intrinsiska basområdets 245 andra parti 247 med fördel kan täcka en mindre andel hos den totala arean av det intrinsiska basområdet jämfört med det intrinsiska basområdets 245 första parti 246 eftersom kollektorströmtätheten i det andra partiet inte är lika hög som den i det intrinsiska basområdets första lågdosparti.
Med hänvisning till figur 3 visas en schematisk vy av en BJT i SiC i enlighet med en annan exemplifierande utföringsform av föreliggande uppfinning.
Figur 3 visar en BJT 300 i SiC som innefattar ett substrat 310 på vilket ett kollektorområde 320, ett basområde 340 och ett emitterområde 360 är anordnade i en stapel. BJT:n 300 i SiC kan vara en BJT av NPN-typ såsom beskrivs ovan med hänvisning till t.ex. figur 2f. l föreliggande utföringsform överväxes emitterområdet 360 hos BJT:n 300 i SiC epitaxiellt ovanpå ett urtag som är etsat i basskiktet 340 av p-typ, såsom beskrivs ovan med hänvisning till figur 2f. Urtaget i basskiktet 340 avlägsnar en del av acceptorladdningen för att bilda en zon 346 med en minskad totaldos av acceptorer, vilket därigenom definierar det intrinsiska basområdets 345 aktiva eller första parti 346 i basskiktet 340. Det torde inses att urtaget inte bör sträcka sig genom hela tjockleken hos basskiktet 340 av p- typ så att det första partiet 346 kan definieras i basskiktets 340 intrinsiska basområde 345. Emitterskiktet kan deponeras ovanpå det mönstrade basområdet med användande av tex. epitaxiell växt, företrädesvis genom kemisk ångdeponering (”Chemical Vapor Deposition”. CVD). Som ett resultat 10 15 20 25 30 535 380 16 täcker emitterskiktet det i basskiktet 340 etsade urtagets botten och den resterande delen av basskiktet med en ganska homogen tjocklek.
Emitterområdet 360 definieras sedan (med användande av en kombination av t.ex. fotolitografi- och torretsningstekniker) så att det intrinsiska basområdets 345 första partis 346 kanter inte sammanfaller med emitterområdets 360 yttre sidoväggar 365. Med andra ord utformas ett andra parti eller distansskapande område 347 mellan det intrinsiska basområdets 345 första partis 346 kanter och emitterområdets 360 yttre sidoväggar 365, såsom visas i figur 3.
Vidare torde det inses att urtaget bara bör etsas i en zon hos basskiktet för definiering av det första partiet 346. Basområdets parti som har en högre dopningsdos, inklusive det andra partiet 347, kan sedan sträcka sig i sidled in i det extrinsiska basområdet, och företrädesvis in i hela det extrinsiska basområdet. Som ett resultat har BJT:n 300 i SiC en ökad laddning i det extrinsiska basområdet, vilket förbättrar spänningsblockeringsförmågan medan en hög strömförstärkning bibehålls.
Fortfarande med hänvisning till figur 3 kan en mängd av basdopningsprofiler användas. Enligt ett första exempel kan basskiktet 340 innefatta två skikt. Ett första skikt 343 kan växas epltaxiellt (t.ex. genom CVD) ovanpå kollektorskiktet 320. Sedan kan ett andra skikt 348 växas epltaxiellt (t.ex. genom CVD) ovanpå det första skiktet 343. Det andra skiktet 348 kan sedan etsas i ett omrâde som motsvarar det intrinsiska basområdets 345 första parti 346 som ska utformas i basskiktet 340. En sådan process kan innefatta ett steg med fotolitografi (med deponering av en fotoresist ovanpå det andra skiktet följt av exponering för ljus såsom UV och framkallning av fotoresisten) för att i ett maskeringsskikt definiera området som motsvarar det första partiet 346 och ett steg med torretsning för att överföra mönstret som är utformat i maskeringsskiktet till det andra skiktet 348, och därigenom utforma ett urtag i det andra skiktet 348. Det andra skiktet, eller toppskiktet, 348 kan också kallas bastäckningsskiktet.
Det torde inses att de generella grunddragen hos förfarandet för tillverkning av BJT:n 300 i SiC som visas i figur 3 motsvarar de som beskrivs ovan med hänvisning till figur 2f förutom att basskiktet innefattar två skikt 10 15 20 25 30 535 380 17 (som beskrivs ovan). Följden av processteg kan vara helt identisk och upprepas därför inte här.
Urtagets djup, d.v.s. etsningsdjupet, kan anpassas att helt avlägsna täckningsskiktet 348 så att det första partiet 346 bara innefattar material av det första skiktet 343. Bastäckningsskiktet 348 kan med fördel ha en acceptorkoncentration som är högre än det lägre första skiktets 343 acceptorkoncentration. Som ett resultat definieras ett område 346 som innefattar material av det första skiktet 343 (d.v.s. som har den lägre dopningskoncentrationen) och som är tunnare än det totala basskiktet 340 (som innefattar det första skiktet 343 och det andra skiktet 348). Ett sådant område kallas det intrinsiska basområdets 345 första eller aktiva parti 346 och har en låg dopningsdos jämfört med basskiktets 340 resterande del.
Basskiktets 340 första partis 346 tjocklek (via etsningsdjupet) och det första skiktets 343 dopningskoncentration väljs med fördel i enlighet med en önskad blockeringsspänning och en önskad emitterströmförstärkning för BJT:n 300 i SiC. Urtagets djup kan därför, för vissa tillämpningar, anpassas för att avlägsna bara en viss tjocklek hos täckningsskiktet 348. Vidare underlättar den högre acceptorkoncentrationen i täckningsskiktet 348 utformningen av en bra ohmsk kontakt till basskiktet 340 och minskar basresistansen.
Enligt ett annat exempel kan basskiktet 340 vara utformat som ett skikt som har en varierande dopning, varvid acceptorkoncentrationen kontinuerligt ökar uppåt, d.v.s. i riktning från angränsningen med kollektorområdet 320 mot angränsningen med emitterområdet 360. l föreliggande exempel utformas också ett urtag i basskiktet 340 för definiering av det intrinsiska basområdets 345 första parti 346, till exempel på ett liknande sätt som det som beskrivs ovan för det föregående exemplet och i samband med figur 2f. Som ett annat alternativ kan basskiktet ha en dopningsprofil varvid acceptorkoncentrationen ökar i riktning från angränsningen med kollektorområdet 320 till emitterområdet 320 (d .v.s. den motsatta sidan av basskiktet) stegvis. Det inbyggda elektriska fältet som induceras av den varierande eller stegvisa dopningsprofilen hos basskiktet 340 ökar injektionen av minoritetsladdningsbärare, vilket därigenom ökar strömförstärkningen hos BJT:n i SiC. 10 15 20 25 30 535 380 18 Det torde inses att även om figurerna bara visar en tvärsnittsvy av BJT:n i SiC och därigenom bara visar två av emitterområdets 360 yttre sldoväggar, har emitterfingret vanligtvis bestämda dimensioner och extraladdningen som tillhandahålls vid det intrinsiska basområdets 345 kanter (under emitterområdets 360 yttre sidoväggar 365) via det andra partiet 347 kan således med fördel tillhandahållas vid vilken som helst av det intrinsiska basområdets yttre kanter (och emitterområdets 360 yttre kanter). Det intrinsiska basområdets 345 första parti 346 som har den lägsta acceptorladdningen är med fördel anordnad på avstånd från emitterområdets 360 yttre sidoväggar 365.
Med hänvisning nu till parametrarna såsom dopningskoncentrationen och tjockleken hos basskiktet, och i synnerhet hos det intrinsiska basområdets 345 första parti 346, torde det inses att det är föredraget om BJT:n i SiC har en total acceptordos i basskiktets 340 första parti 346 som kan tåla det maximala elektriska fältet utan att bli helt utarmat. Enligt Gauss lag kan acceptordosen uttryckas som: Q = qXEmaX/(sxsg) ekvation 1 där Em, är det maximala elektriska fältet, ao är den dielektriska konstanten, a permitiviteten hos SiC och q är elektronladdningen. Eftersom SiC har ett kritiskt fält för lavingenombrott på ungefär 2,5 MV/cm är dopningsdosen för det intrinsiska basområdets lågdosparti, d.v.s. för basskiktets 340 första parti 346 (som motsvarar området under basurtaget) med fördel lika med minst ungefär 14x10” acceptorer per cmz. Vidare har en kraftkomponent med höghastighetsswitch företrädesvis ett ickeutarmat basparti även vid den högsta pålagda spänningen, vilket därigenom tillhandahåller en viss marginal för acceptordosen i det intrinsiska basområdets 345 första parti 346. Den optimala acceptordosen i det intrinsiska basområdets 345 första parti 346 kan därför bero på den tänkta tillämpningen av BJT:n i SiC. I vissa tillämpningar skulle emitterströmförstärkningen kunna vara mer relevant än spänningsblockeringsförmågan och således skulle den optimala acceptordosen i det intrinsiska basområdets 345 första parti 346 till och med 10 15 20 25 30 535 380 19 kunna vara under 14x10” cm'2. Vanligtvis kan acceptordoskoncentrationen i det intrinsiska basområdets 345 första parti 346 (d.v.s. det intrinsiska till basområdets 346 lågdosparti 346) ligga inom intervallet ungefär v10" till 5><10'8 atomer per cma (kubikcentimeter) medan det intrinsiska basområdet 345 första partis 346 tjocklek kan anpassas för att tillhandahålla den önskade dosen med acceptorer per cmz (kvadratcentimeter).
Med hänvisning nu till emitterområdets 360 parametrar kan donatorkoncentrationen i emitterområdet 360 företrädesvis vara ungefär 5><10“8 per cmz eller högre så att ett tillräckligt högt effektivt Gummel-tal, vilket är produkten av den genomsnittliga effektiva donatorkoncentrationen i emitterområdet och emitterområdets tjocklek, uppnås eftersom strömförstärkningen av en BJT i SiC normalt är proportionell mot emitterområdets effektiva Gummel-tal. Avseende emitterområdets tjocklek är en tjockare emitter fördelaktig eftersom det tillhandahåller ett högre Gummel- tal för emitterområdet. Avseende emitterområdets dopningskoncentration finns ett optimalt värde eftersom det effektiva Gummel-talet börjar sjunka med dopningsnivån vid väldigt höga donatorkoncentrationer på grund av högkoncentrationseffekter såsom energibandgapssänkning. Emitterområdets 360 dopningskoncentration bör med fördel inte väsentligen överstiga 1><1 019 om”. Emitterområdets 360 översta parti skulle dock kunna förses med en ännu högre dopning för att minska kontaktresistansen vid emitterkontakten 361 anordnad ovanpå emitterområdet 360 (se figur 3). Till skillnad från det effektiva Gummel-talet minskar kontaktresistansen kontinuerligt med en ökning av dopningsnivån. Emitterområdets 360 ökade dopningsnivå under emitterkontakten 361 bör med fördel inte sträcka sig för djupt ner i emitterområdet (d.v.s. bör täcka bara en liten andel av den totala emittertjockleken) för att förhindra väsentlig försämring av emitterinjektionsegenskaperna. Dopningsnivån under emitterkontakten kan nå värden upp till 2><1O19 cm° eller högre.
Figur 4 och 5 visar prestandan i det aktiva läget vilket illustrerar emitterförstärkningen respektive prestandan i det inaktiva läget vilket illustrerar spänningsblockeringsförmågan för en BJT i SiC, vilken BJT har en konstruktion såsom visas i figur 3 (såsom beskrivs ovan) och för en BJT i SiC 10 15 20 25 30 535 380 20 som har en vanlig konstruktion såsom visas i figur 1. Båda komponenterna är tillverkade på samma SiC-wafer av 4H-hexagonal-polytypen vilket är en föredragen modifiering av SiC för högeffekts-BJT:er i SiC på grund av dess höga elektronmobilitet och höga elektriska fält. Båda komponenterna har samma kontaktlayout, en emitteromkrets på 1 mm och en emitterfingerbredd på 20 pm. Det andra partiet 347 hos BJT:n i SiC som har konstruktionen som visas i figur 3 har en bredd på 1 pm (eller med andra ord är överlappet av högdosbaspartiet med emittermesan 1 pm). Vidare är dosen för det intrinsiska basområdet hos BJT:n i SiC som har den vanliga konstruktionen (figur 1) 75x10” cm'2, vilket också är acceptordosen för det intrinsiska basområdets 345 första parti 346 hos BJT:n i SiC som har konstruktionen som visas i figur 3. Täckningsskiktet 348 hos BJT:n i SiC som har konstruktionen som visas i figur 3 har en acceptorkoncentration på 3><1O18 cm'3. l figurerna 4 och 5 representeras de experimentella värdena som är erhållna för den vanliga konstruktionen (eller standardkonstruktionen) av trianglar medan de experimentella värdena som är erhållna för BJT:n i SiC i enlighet med utföringsformen som beskrivs ovan med hänvisning till figur 3 representeras av fyrkanter (som kallas ”med pïtäckningsskikt" i figurerna).
De experimentella resultaten visas för en basström på 200 pA och 400 pA.
Såsom kan utläsas i figur 4 har BJT:n i SiC som har konstruktionen som visas i figur 3 en strömförstärkning på 170, vilket bara är marginellt lägre än den hos BJT:n i SiC som har den vanliga konstruktionen. Dock är resistansen i det aktiva tillståndet lägre för BJT:n i SiC som har konstruktionen som visas i figur 3, vilket kan vara på grund av en starkare kollektorkonduktivitetsmodulering. Vidare visar figur 5 att en betydande förbättring av blockeringsspänningen från ungefär 200 V till 450 V kan uppnås med BJT:n i SiC som har konstruktionen som visas i figur 3. Det torde inses att strömförstärkningen hos BJT:n i SiC som har konstruktionen som visas i figur 3 kan förbättras ytterligare och således att förstärkningen inte nödvändigtvis behöver vara lägre än den hos BJT:n i SiC som har en vanlig konstruktion. 10 15 20 25 30 535 380 21 Med hänvisning till figur 6 visas en schematisk vy av en BJT i SiC i enlighet med en annan exemplifierande utföringsform av föreliggande utföringsform.
Figur 6 visar en BJT 600 i SiC, vilken BJT innefattar ett substrat 610 på vilket ett kollektorområde 620, ett basområde 640 och ett emitterområde 660 är anordnade i en stapel. BJT:n 600 i SiC kan vara en BJT av NPN-typ såsom beskrivs ovan med hänvisning till t.ex. figur 2 och 3.
I föreliggande utföringsform är basskiktets 640 intrinsiska basomràdes 645 första parti 646 övervuxet i ett urtag som är utformat i ett första skikt 643 som är växt ovanpå kollektorskiktet 620. För detta syfte kan det första skiktet 643 växas epitaxiellt (t.ex. genom CVD) ovanpå kollektorskiktet 620. Det första skiktet 643 kan sedan etsas i området där det intrinsiska basområdets 645 första parti 646 ska anordnas i basskiktet 640. En sådan process kan innefatta ett steg med fotolitografi (med deponering av en fotoresist ovanpå det andra skiktet följt av exponering för ljus såsom UV och framkallning av fotoresisten) för att i ett maskeringsskikt definiera området som motsvarar det första partiet 646 och ett steg med torretsning för att överföra mönstret som är utformat i maskeringsskiktet till det första skiktet 643, och därigenom utforma ett urtag i det första skiktet 643. Urtaget som är utformat i det första skiktet 643 sträcker sig ner i riktningen mot kollektorområdet 620 och kan sträcka sig hela vägen ner till kollektorområdet 620 såsom visas i fig. 6. Sedan kan ett andra skikt 648 växas epitaxiellt (t.ex. genom CVD) ovanpå det första skiktet 643, varigenom profilen som är mönstrad i det första skiktet 643 följs och urtaget fylls med material av det andra skiktet 648.
Ett emitterskikt kan sedan deponeras ovanpå det mönstrade basområdet med användande av t.ex. epitaxiell växt, företrädesvis genom CVD. Som ett resultat täcker emitterskiktet det andra skiktet 648 som är beläget vid botten av urtaget som är etsat i det första skiktet 643 och det andra skiktets 648 resterande del med en relativt homogen tjocklek.
Emitterområdet 660 definieras sedan (med användande av en kombination av t.ex. fotolitografi- och torretsningstekniker) så att kanterna (sidokanterna, d.v.s. de kanter som är vertikala relativt tvärsnitten som visas ifigurerna) hos det intrinsiska basområdets 645 första parti 646 inte sammanfaller med 10 15 20 25 30 535 380 22 emitterområdets 660 yttre sidoväggar 665. Med andra ord utformas ett andra parti 647 med en högre dopningsdos mellan det intrinsiska basområdets 645 första partis 646 kanter och emitterområdets 660 yttre sidoväggar 665, såsom visas i figur 6.
Det torde inses att urtaget inte nödvändigtvis bör sträcka sig genom hela tjockleken hos det första skiktet 643 hos basskiktet 640 av p-typ så att det första partiet 646 kan definieras som en överlagring av ett parti av det första skiktet och det andra skiktet. Den totala acceptorladdningen i det intrinsiska basområdets 645 första parti 646 (lågdoszonen) motsvarar sedan laddningen i det första skiktets 643 resterande del vid urtagsbotten och laddningen hos det Överväxta skiktet 648 av p-typ.
En av fördelarna med konstruktionen av BJT:n i SiC enligt föreliggande utföringsform är möjligheten till en noggrannare kontroll av det intrinsiska basområdets 645 första partis 646 dopning och tjocklek. Med denna konstruktion är det möjligt att tillverka ett tunt och tungt dopat intrinsiskt basområde utan risk för att etsa bort dess väsentligt höga parti, till exempel på grund av SiC-materialförångning i återväxtprocessen varvid en viss mängd SiC kan förångas under upphettningsfasen. Med konstruktionen enligt föreliggande utföringsform följs deponeringen av det andra skiktet 648 direkt av deponering av emitterskiktet, vilket exkluderar (eller åtminstone minskar) möjligheten till okontrollerad förångning. En förbättrad kontroll av dopningsdosen möjliggör tillverkningen av en BJT i SiC med relativt hög basdopning upp till 1019 cm'3. Användningen av en hög basdopning är en fördel med avseende på minskad baskonduktivitetsmodulering under förhållanden med hög kollektorströmtäthet.
Med hänvisning till figur 7 visas en schematisk tvärsnittsvy av en BJT i SiC i enlighet med en annan exemplifierande utföringsform av föreliggande uppfinning.
Figur 7 visar en BJT 700 i SiC, vilken BJT kan vara ekvivalent med BJT:n 300 i SiC som beskrivs ovan med hänvisning till figur 3 förutom att det andra partiet som är betecknat 747 i figur 7 är utformat som en fingerstruktur som sträcker sig i längdriktning från en yttre sidovägg hos emitterområdet 760 mot en motstående sidovägg hos emitterområdet. För att inte göra vyerna 10 15 20 25 30 535 380 23 som visas i figur 7 otydliga visas inte alla element hos BJT:n i SiC, såsom substratet, baksidekontakten och det dielektriska skiktet.
Fingerstrukturen som är utformad i det intrinsiska basområdets andra parti 747 och som sträcker sig från en yttre sidovägg 765 hos emitterområdet mot en motstående sidovägg bildar fingrar av p-typ med låg resistivitet i det intrinsiska basområdet. Dessa fingrar breder ut sig från en emitterkant mot mitten av emitterfingret och tillhandahåller medel för undertryckning av emitterkantförträngningseffekten. Fingrarna 747 av p-typ med låg resistivitet utjämnar effektivt bas-till-emitter-potentialfallet längs emittermesans tvärsnitt och undertrycker, eller åtminstone minskar, därför strömförträngningen vid emitterkanten.
De potentialutjämnande basfingrarna med låg resistivitet kan utformas i en BJT i kiselkarbid med användande av emitteröverväxttekniken såsom beskrivis ovan med hänvisning till figur 2 och 3 varvid baskskiktet 740 kan innefatta två skikt och varvid ett urtag är etsat i ett andra skikt som är deponerat ovanpå ett första skikt som är växt på kollektorskiktet 720. Med hänvisning till figur 7 kan ett flertal urtag etsas i det andra skiktet för att utforma ett flertal fingrar. Det torde inses att föreliggande utföringsform också kan tillämpas för en BJT i SiC varvid basskiktet 740 har en dopningsprofil med en acceptorkoncentration som ökar på ett varierande vis eller stegvis från angränsningen med kollektorområdet 720 till emitterområdet 760. l föreliggande utföringsform är det intrinsiska basområdet format så att det bildar fingrar 747, såsom visas i figur 7, som har en ökad acceptordos.
Föreliggande utföringsform är fördelaktig eftersom emitterströmförträngningseffekten sker längs fingrarna som är utformade i det intrinsiska basområdet, d.v.s. längs hela serpentinomkretsen hos det intrinsiska basområdets högdosparti (vilka fingrar har en försumbar resistans tack vare den höga dopningskoncentrationen). Den effektiva emitteromkretsen för BJT:n 700 i SiC enligt föreliggande utföringsform är därför väsentligt större än den fysiska omkretsen hos emittermesan 760. Som ett resultat minskas den oönskade effekten av ytrekombinationen på BJT:ns strömförstärkning jämfört med t.ex. den vanliga BJT-konstruktionen som visas 10 15 20 25 30 535 380 24 i figur 1. Vidare förbättras strömförstärkningsinstabiliteten på grund av instabiliteten hos SiC-ytegenskaperna väsentligt.
En mängd av alternativa topologier kan tillämpas för fingerstrukturen (eller fingrarna) som är utformade i det intrinsiska basområdets högdosparti.
Till exempel kan det intrinsiska basområdets fingrar ha en avsmalnande profil med en fingerbredd som minskar från emitterkanten mot emitterns mitt.
Vidare kan fingrarna utbreda sig hela vägen mellan två motstående sidoväggar hos emitterområdet 760 även om figur 7 visar att fingrarna bara sträcker sig halvvägs från en kant hos emitterområdet mot den motstående kanten.
Det torde inses att detaljer relaterade till valet av parametrar hos basområdet, såsom BJT:ns basområdes första partis 746 (och det andra partiets 747) dopningskoncentration eller tjocklek, vilka detaljer beskrivs ovan med hänvisning till figur 2-6, också kan tillämpas för en BJT 700 i SiC som har konstruktionen som visas i figur 7.
Vidare kan acceptordosen i det andra partiet 747, d.v.s. basområdets 740 fingerstruktur eller fingrar 747 väljas så att den effektivt utjämnar basens potential över fingerlängden. l synnerhet är det föredraget om det andra partiet 747 har en acceptordos som överstiger det intrinsiska basområdets första partis 746 acceptordos med en faktor inom intervallet ungefär 1,5 till 20. Till exempel kan basskiktet 740 innefatta ett täckningsskikt med en högre acceptordopning än det första skiktet som är deponerat på kollektorskiktet 720, såsom tidigare har beskrivits i samband med utföringsformen som visas i figur 3.
Fortfarande med hänvisning till figur 7 kan BJT:n 700 i SiC vara försedd med en baskontakt 741 till basskiktet 740 och en emitterkontakt 761 till emitterområdet för elektrisk koppling till basskiktet respektive emitterområdet, såsom visas i figur 7. Liksom utföringsformen som beskrivs med hänvisning till figur 3 är föreliggande utföringsform fördelaktig eftersom basresistansen minskas tack vare täckningsskiktets höga dopning. En särskild jonimplantation för tillhandahållande av en ohmsk kontakt till basskiktet behövs därför inte. 10 15 20 25 30 535 3BÜ 25 Vidare tillhandahåller föreliggande uppfinning en förbättrad tid för påslagning och avslagning, särskilt om kraft-BJT:n är optimerad för en hög strömförstärkning. Större delen av tjockleken hos det intrinsiska basområdet utarmas hos en standardmässig BJT i SiC såsom visad i figur 1 vid hög kollektorförspänning, vilket därigenom ökar basresistansen och minskar komponentens switchhastighet. i föreliggande utföringsforrn däremot är det intrinsiska basområdets potentialutjämnande basfingrar med låg resistivitet till stor del ickeutarrnade även vid hög spänning. Således kommer basresistansen bara att vara marginellt beroende av kollektorförspänningen och komponentens switchförmåga förbättras.
Vidare torde det inses att tvärsnittsvyerna av BJT:n i SiC som visas i figurerna visar en ensam enhetscell hos en BJT. En kraftkomponent kan dock innefatta ett flertal sådana enhetsceller, d.v.s. BJT:er såsom beskrivna i de föregående utföringsformerna, som är anordnade som en en- eller tvådimensionell matris eller en matris med parallella emitterfingrar. BJT:ernas strukturer (enhetsceller) som innefattar ett kollektorområde, ett basområde och ett emitterområde kan vara kopplade till varandra medelst ihopkopplingsmedel (ej visade).
Med hänvisning till utföringsformerna som är beskrivna med hänvisning till figur 3 och 6 kan enhetscellen ha en godtycklig längd och varje parti hos emitterområdet längs den längsgående utsträckningen av emitterfingret kommer att ha identiskt tvärsnitt, Med hänvisning till utföringsformen som beskrivs med hänvisning till figur 7 kan enhetscellen ha en väldefinierad längd så att det är möjligt att tillhandahålla en struktur som upprepar sig med önskad flngerlängd.
Med fördel kan kraft-BJT:n, med hänvisning till någon av de ovan beskrivna utföringsformerna, utformas i hexagonal SiC, och företrädesvis med SiC av 4H-polytypsmodifikationen, varvid substratet har en liten off- orienteringsvinkel från basalkristallplanet, {0001}-planet, vilken vanligtvis är mellan 4 och 8 grader (men kan också vara mellan 2 och 4 grader i enlighet med vissa utföringsformer av föreliggande uppfinning, såsom beskrivs nedan). En viss off-orienteringsvinkel är fördelaktig för att uppnå epitaxiella skikt på SiC av tillräckligt hög kvalitet eftersom det är svårare att växa ett 10 15 20 25 30 535 380 26 epitaxiellt skikt som är fritt från främmande polytypinneslutningar på on-axis wafers. Den epitaxiella växten av emitterområdet utförs också med fördel på ett icke-plant substrat eftersom substratet är mönstrat för att forma den önskade strukturen (d.v.s. det första partiet som har en låg dopningsdos) hos det intrinsiska basområdet. Kristallens beskaffenhet hos övervuxen SiC resulterar i vissa begränsningar för BJT:ernas orientering och dimensioner.
Epitaxiell överväxt av SiC sker vanligtvis på ett förutsägbart sätt för särskilda orienteringar av en dikeskant med avseende på off- orienteringsriktningen hos substratet. En tydlig kristallfacettering kan dock observeras för vissa orienteringar såsom visas i figur 8. Facetteringen av SiC- kristall under icke-plan överväxt tas därför företrädesvis med i beräkningen i konstruktionen av en kraft-BJT enligt utföringsformerna av föreliggande uppfinning varvid ett urtag etsas i basskiktet för definiering av det intrinsiska basområdets första parti, såsom beskrivs ovan med hänvisning till figur 2, 3, 6 och 7.
Epitaxiell växt på off-orienterade substrat av hexagonal SiC sker vanligtvis till största del på grund av flödet av växtsteg såsom tillhandahålls av kristallplanets off-orienteringen från basalkristallplanet ({0001}-planet).
Sådana växtsteg kan tillhandahålla låg försörjning av material för en dikessidovägg mot flödesriktningen, såsom illustreras med den horisontella pilen som visas i den övre ritningen i figur 8, varvid en tydlig kristallfacettering uppkommer vid den högra dikessidoväggen. Det övervuxna skiktet kan i det facetterade området vara huvudsakligen tunnare än skiktet som är växt på substratets plana partier. Den maximala bredden hos det facetterade området W kan uppskattas utifrån förhållandet W=§/sin(d), där d är off- orienteringsvinkeln (hos substratet) och iär det övervuxna skiktets tjocklek.
För en facetterad sidovägg kan företrädesvis förskjutningen mellan emittermesakanten och dikeskanten, vilken förskjutning betecknas D2 i figur 8, överstiga förskjutningen för en icke-facetterad sidovägg, vilken förskjutning betecknas D1 ifigur 8, ungefär med det facetterade områdets bredd, d.v.s. 02 > (D1+w) i bredd. l figur 8 visar den övre ritningen strukturen efter deponering av ett skikt (emitterskikt) 802 på ett mönstrat substrat 801 (eller en mönstrad SiC-wafer) 10 15 20 25 30 535 380 27 medan den undre ritningen visar strukturen efter etsning av en mesa eller upphöjd struktur i det deponerade skiktet 802.
Vidare är det föredraget att emitterfingerstrukturen är orienterad längs off-orienteringsriktningen så att ett emitterfingers motsatta sidor är symetriska ur växtmorfologisynpunkt. Anordning av emitterfingerstrukturen parallellt med off-orienteringsrikningen eliminerar, eller åtminstone minskar, kristallfacettering för riktningen tvärs BJT-enhetscellen och minskar behovet av överdrivna konstruktionsmarginaler. En ökad konstruktionsmarginal kan fortfarande vara föredragen vid en av emitterfingrets kortsidor för att minska risken för överdriven etsning in i basområdet på grund av emitterytfacettering.
Den ökade marginalen vid emitterfingrets kortare sida kommer dock inte att påverka (eller åtminstone bara lite) BJT:ns prestanda eftersom längden hos emitterfingret hos en BJT för högeffektstillämpningar typiskt är hundratals mikron eller millimeter, vilket är mycket större än marginalen på grund av det facetterade kristallpartiets bredd W.
Med hänvisning igen till figurerna 3 och 6 kan BJT:n i SiC ytterligare innefatta ett defektavslutningsskikt, DTL-skikt, betecknat 315 respektive 615, för minskning av risken för bipolär degradering (vilket eventuellt kan ske i alla injektionskomponenter gjorda av hexagonal-SiC).
Vanligtvis resulterar bipolär degradering i SiC från tillväxten av staplingsfel (SF-fel) som induceras av minoritetsladdningsbärarinjektion i komponenten. SF-felen kan antingen existera i obehandlat (eng.: as-grown) material eller ha sitt ursprung i basalplansdislokationer (BPD-dislokationer), som ett resultat av BPD-delning till Shockley-partialer. Vid händelse av BPD- delning, förblir en av partialerna bunden till BPD:ns läge medan den andra partialen kan förflyttas tiotals eller till och med hundratals mikron i komponenten så länge minoritetsladdningsbärare tillhandahålls till partialens ledande kant. Glidningen av en partial dislokation förekommer vanligtvis inom basalkristallplanet, (O001)-p|anet, d.v.s. den bildar en viss vinkel med substratytan som är lika med substratets off-orienteringsvinkel. (0001)- planspartiet mellan de två partialerna kommer sedan att motsvara ett staplingsfel. Med en off-orientering på 2 till 8 grader kan till och med en enstaka staplingsfel ha väsentligt stora dimensioner. 10 15 20 25 30 535 330 28 Staplingsfelen kan bilda motståndskraftiga barriärer för strömflödei komponenten och skapa kanaler för snabb minoritetsladdningsbärarrekombination. Tillväxten av staplingsfel kan därför undertrycka vertikal förflyttning av minoritetsladdningsbärare i komponenten och ökar framspänningsfallet i det aktiva tillståndet. I BJT:er degraderar också staplingsfel prestandan. l synnerhet ökar tillväxten av staplingsfel resistansen i det aktiva tillståndet och minskar emitterströmförstärkningen. En BJT som har ett staplingsfel kommer då att drivas i mättat läge i områdena mellan basen och staplingsfelet som ett resultat av en sådan barriär, till och med vid spänningar som är väsentligt över koIlektor-emitter-förspänningen i det aktiva tillståndet (Vcgm).
Degraderingen av kraft-BJT:er i SiC kan minskas om BJT-strukturen är växt på en wafer som har en låg off-orienteringsvinkel på ungefär 2 till 4 grader, och, såsom visas i t.ex. figur 3, om ett defektavslutningsskikt (DTL- skikt) 315 är anordnat mellan substratet 310 och kollektorskiktet 320. DTL- skiktet 315 (också betecknat 615 i figur 6) har en dubbel funktion. För det första eliminerar, eller åtminstone minskar, det fortplantningen av BPD:eri BJT:n eftersom det omvandlar BPD:er till genomgående kantdislokationer.
Detta är fördelaktigt eftersom de genomgående kantdislokationerna inte ger upphov till staplingsfel under tillståndet med minoritetsladdningsbärarinjektion. För det andra blockerar, eller åtminstone minskar, DTL-skiktet 315 genomgången av minoritetsladdningsbärare, vilket skulle kunna pågå i kollektorskiktet 320 under BJT:ns 300 drift.
Med fördel har DTL-skiktet en dopningsnivå (t.ex. kvävekoncentration) som ligger inom intervallet ungefär 2><1 018 cm'3 till 2><1019 cm'3 och en tjocklek som ligger inom intervallet ungefär 12 till 30 pm (mikrometer). Det torde inses att tunnare skikt och lägre dopningsnivåer hos DTL-skiktet kan misslyckas med att väsentligen förhindra tillväxten av staplingsfel från BPD:erna (eller BPD-partierna) som finns i DTL-skiktet. Vidare tenderar en allt för hög kvåvekoncentration att degradera skiktmorfologin och den övergripande kvaliteten.
Experimentella resultat från BJT:er i SiC av 10-amperstyp, vilka BJT:er är tillverkade på en 4-tums-wafer i SiC och som innefattar ett sådant DTL- 10 15 535 380 29 skikt är lovande. I experimentet hade komponenterna (BJT:erna i SiC) en yta på ungefär 5,5 mmz och varje komponent var belastad med en bas-kollektor- ström på ungefär 1,4 A vid 100°C i 10 minuter, vilket vanligtvis är tillräckligt för att induoera betydande bipolär degradering i eventuellt instabila BJT:er.
Komponenterna som var fria från degradering efter bas-kollektor-belastningen visade inga tecken på bipolär degradering under hundratals timmars drift och/eller under ytterligare bas-kollektor-belastning. Av de ungefär 170 som var tillverkade på 4-tums-wafers i SiC hade bara 4 chip tecken på degradering. Ytterligare detaljer angående DTL-skiktet visas vidare i den svenska patentansökan SE1051137-6 med samma sökande, vars beskrivning härmed infogas genom hänvisning. Även om uppfinningen har beskrivits med hänvisning till specifika exemplifierande utföringsformer därav, kommer många olika ändringar, modifieringar och liknande att framgå för fackmannen. De beskrivna utföringsformerna är därför inte avsedda att begränsa uppfinningens omfattning, såsom definierad av de bifogade kraven.

Claims (16)

10 15 20 25 30 535 380 30 PATENTKRAV
1. Bipolär transistor, BJT, (200) i kiselkarbid, SiC, vilken BJT innefattar ett kollektorområde (220), ett basområde (240), och ett emitterområde (260) som är anordnade i en stapel, varvid nämnda emitterområde bildar en upphöjd struktur som definieras av yttre sidoväggar (265) ovanpå nämnda stapel, varvid basområdets parti som angränsar emitterområdet definierar det intrinsiska basområdet (245), varvid det intrinsiska basområdet innefattar ett första parti (246) som i sidled är anordnat på avstånd från emitterområdets yttre sidoväggar medelst ett andra parti (247) som har en dopningsdos som är högre än den hos det första partiet.
2. BJT i SiC enligt krav 1, varvid det intrinsiska basområdets första parti är tunnare än åtminstone det andra partiet, och företrädesvis tunnare än basområdets resterande del.
3. BJT i SiC enligt krav 1 eller 2, varvid det andra partiet har en dopningskoncentration som är högre än det första partiets dopningskoncentration.
4. BJT i SiC enligt något av föregående krav, varvid basområdets parti som har en högre dopningsdos och inkluderar nämnda andra parti sträcker sig i sidled in i basområdets parti utanför det intrinsiska basområdet.
5. BJT i SiC enligt något av föregående krav, varvid det andra partiets täckningsområde i det intrinsiska basområdet inte överstiger ungefär 50% och/eller varvid det andra partiets bredd ligger inom intervallet ungefär 0,5 till 5 mikron.
6. BJT i SiC enligt något av föregående krav, varvid basområdet innefattar två skikt, ett första skikt (343) som angränsar kollektorområdet och 10 15 20 25 30 535 380 31 ett andra skikt (348) ovanpå nämnda första skikt, varvid det första skiktets dopningsnivå är lägre än det andra skiktets dopningsnivå och varvid det andra skiktet innefattar ett urtag som sträcker sig i riktning mot det första skiktet för definiering av det intrinsiska basområdets första parti.
7. BJT i SiC enligt något av kraven 1-5, varvid basområdet innefattar ett skikt som har en dopningsnivå som ökar stegvis och/eller på ett varierande vis längs en riktning från kollektorområdet till emitterområdet, varvid nämnda skikt innefattar ett urtag för definiering av det intrinsiska basområdets första parti.
8. BJT i SiC enligt något av kraven 1-5, varvid basområdet innefattar två skikt, ett första skikt (643) som angränsar kollektorområdet och i vilket ett urtag är utformat för definiering av det intrinsiska basområdets första parti och ett andra skikt (648) som är anordnat ovanpå nämnda första skikt för angränsning mot nämnda emitterområde, varvid _det första skiktets dopningsnivå är högre än det andra skiktets dopningsnivå.
9. BJT i SiC enligt något av föregående krav, varvid det andra partiet som har högre dopningsdos är utformat som en fingerstruktur som sträcker sig i längdriktning från en yttre sidovägg hos emitterområdet mot en motstående sidovägg hos emitterområdet.
10. BJT i SiC enligt något av föregående krav, varvid stapeln är anordnad på ett substrat som har en off-axis-orientering som ligger inom intervallet ungefär 2 till 4 grader och varvid ett defektavslutningsskikt är anordnat mellan substratet och kollektorområdet, varvid nämnda DTL-skikt har en tjocklek inom intervallet ungefär 12 till 30 mikrometer och en dopningsnivå inom intervallet mo” cm* un mo” om?
11. Kraftkomponent i SiC, vilken komponent innefattar ett flertal BJT:er enligt någon av föregående krav, varvid nämnda BJT:er är anordnade som en 10 15 20 25 30 535 380 32 en- eller tvådimensionell matris och är kopplade till varandra via ihopkopplingsmedel.
12. Förfarande för tillverkning av en bipolär transistor, BJT (200), i kiselkarbid, SiC, vilken BJT innefattar ett kollektorområde (220), ett basområde (240) och ett emitterområde (260) anordnade i en stapel, varvid nämnda förfarande innefattar stegen: att tillhandahålla ett basskikt på ett kollektorskikt; att tillhandahålla ett emitterområde ovanpå nämnda basskikt, varvid nämnda emitterområde bildar en upphöjd struktur som definieras av yttre sidoväggar (265), varvid basskiktets parti som angränsar emitterområdet definierar det intrinsiska basområdet (245); varvid nämnda intrinsiska basområde innefattar ett första parti (246) som i sidled är anordnat på avstånd från emitterområdets yttre sidoväggar medelst ett andra parti (247) som har en dopningsdos som är högre än den hos det första partiet.
13. Förfarande enligt krav 12, varvid det intrinsiska basområdets första parti är tunnare än åtminstone det andra partiet, och företrädesvis basområdets resterande del.
14. Förfarande enligt krav 12 eller 13, varvid steget att tillhandahålla ett basskikt innefattar: att tillhandahålla ett första skikt (343) på nämnda kollektorskikt, att tillhandahålla ett andra skikt (348) ovanpå nämnda första skikt, varvid nämnda första skikts dopningsnivå är lägre än nämnda andra skikts dopningsnivå; att, i nämnda andra skikt, utforma ett urtag som sträcker sig i riktning mot nämnda första skikt för definiering av basområdets första parti (346) i nämnda första skikt; och varvid steget att tillhandahålla emitterområdet innefattar att anordna nämnda emitterområde ovanpå nämnda andra skikt så att det andra partiet innefattar material av det andra skiktet. 10 15 20 535 380 33
15. Förfarande enligt krav 12 eller 13, varvid steget att tillhandahålla ett basskikt innefattar: att tillhandahålla ett första skikt (643) på nämnda kollektorskikt; att utforma ett urtag i nämnda första skikt för definiering av basområdets första parti (646); att tillhandahålla ett andra skikt (648) ovanpå nämnda första skikt, varvid nämnda första skikts dopningsnivå är högre än nämnda andra skikts dopningsnivå; och varvid steget att tillhandahålla emitterområdet innefattar att anordna nämnda emitterområde ovanpå nämnda andra skikt så att det andra partiet innefattar material av det första skiktet.
16. Förfarande enligt krav 12 eller 13, varvid basskiktet har en dopningsnivå som ökar stegvis och/eller på ett varierande vis från basområdets sida som angränsar kollektorområdet mot emitterområdet, varvid nämnda förfarande vidare innefattar stegen: att utforma ett urtag i nämnda basskikt för definiering av basområdets första parti; och varvid steget att tillhandahålla emitterområdet innefattar att anordna nämnda emitterområde ovanpå nämnda basskikt så att det andra partiet innefattar material med en högre dopningsnivå än den hos nämnda första parti.
SE1150065A 2011-01-31 2011-01-31 Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter SE535380C2 (sv)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150065A SE535380C2 (sv) 2011-01-31 2011-01-31 Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter
DE112012000615T DE112012000615T5 (de) 2011-01-31 2012-01-31 SiC-Bipolartransistor mit überwachsenem Emitter
PCT/EP2012/051606 WO2012104322A1 (en) 2011-01-31 2012-01-31 Silicon carbide bipolar junction transistor comprising shielding regions and method of manufacturing the same
PCT/SE2012/050097 WO2012105899A1 (en) 2011-01-31 2012-01-31 Sic bipolar junction transistor with overgrown emitter
CN2012800044687A CN103283027A (zh) 2011-01-31 2012-01-31 包括屏蔽区的碳化硅双极结型晶体管及制造碳化硅双极结型晶体管的方法
CN2012800070643A CN103339731A (zh) 2011-01-31 2012-01-31 具有过度生长的发射极的SiC双极结晶体管
DE112012000611T DE112012000611T5 (de) 2011-01-31 2012-01-31 Siliziumkarbid-Bipolartransistor mit Abschirmbereichen und Verfahren zu dessen Herstellung
US13/688,067 US8785945B2 (en) 2011-01-31 2012-11-28 SiC bipolar junction transistor with overgrown emitter
US13/938,006 US9515176B2 (en) 2011-01-31 2013-07-09 Silicon carbide bipolar junction transistor including shielding regions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1150065A SE535380C2 (sv) 2011-01-31 2011-01-31 Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1150065A1 SE1150065A1 (sv) 2012-07-17
SE535380C2 true SE535380C2 (sv) 2012-07-17

Family

ID=46506668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1150065A SE535380C2 (sv) 2011-01-31 2011-01-31 Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8785945B2 (sv)
CN (2) CN103339731A (sv)
DE (2) DE112012000615T5 (sv)
SE (1) SE535380C2 (sv)
WO (2) WO2012104322A1 (sv)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE535380C2 (sv) 2011-01-31 2012-07-17 Fairchild Semiconductor Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter
JP5228123B1 (ja) * 2011-11-28 2013-07-03 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
EP2761660B1 (en) * 2012-01-18 2017-09-27 Fairchild Semiconductor Corporation Bipolar junction transistor with spacer layer and method of manufacturing the same
US20140021603A1 (en) * 2012-07-23 2014-01-23 Rf Micro Devices, Inc. Using an interconnect bump to traverse through a passivation layer of a semiconductor die
CN104737293B (zh) * 2013-12-23 2017-05-03 伍震威 用于功率半导体装置的场板结构及其制造方法
WO2015120432A1 (en) * 2014-02-10 2015-08-13 United Silicon Carbide, Inc. Trenched and implanted bipolar junction transistor
US9312371B2 (en) * 2014-07-24 2016-04-12 Globalfoundries Inc. Bipolar junction transistors and methods of fabrication
US9577045B2 (en) * 2014-08-04 2017-02-21 Fairchild Semiconductor Corporation Silicon carbide power bipolar devices with deep acceptor doping
US9887278B2 (en) 2015-09-28 2018-02-06 International Business Machines Corporation Semiconductor-on-insulator lateral heterojunction bipolar transistor having epitaxially grown intrinsic base and deposited extrinsic base
CN105870176A (zh) * 2016-05-25 2016-08-17 电子科技大学 一种碳化硅双极结型晶体管
JP6768492B2 (ja) * 2016-12-26 2020-10-14 昭和電工株式会社 ＳｉＣインゴットの製造方法
KR20230078657A (ko) 2020-08-27 2023-06-02 에노시 테라퓨틱스 코퍼레이션 자가면역 질환 및 암을 치료하기 위한 방법 및 조성물

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3368344D1 (en) * 1983-02-12 1987-01-22 Itt Ind Gmbh Deutsche Method of making bipolar planar transistors
US4762806A (en) * 1983-12-23 1988-08-09 Sharp Kabushiki Kaisha Process for producing a SiC semiconductor device
US4593457A (en) * 1984-12-17 1986-06-10 Motorola, Inc. Method for making gallium arsenide NPN transistor with self-aligned base enhancement to emitter region and metal contact
JP2728671B2 (ja) * 1988-02-03 1998-03-18 株式会社東芝 バイポーラトランジスタの製造方法
JPH027529A (ja) * 1988-06-27 1990-01-11 Nec Corp バイポーラトランジスタ及びその製造方法
US5208169A (en) 1991-06-28 1993-05-04 Texas Instruments Incorporated Method of forming high voltage bipolar transistor for a BICMOS integrated circuit
CA2120261A1 (en) * 1991-10-23 1993-04-29 James A. Matthews Bipolar junction transistor exhibiting improved beta and punch-through characteristics
KR930009111A (ko) * 1991-10-24 1993-05-22 와가 노리오 바이폴라트랜지스터, Bi-CMOS 장치 및 그 제조방법
US5548158A (en) * 1994-09-02 1996-08-20 National Semiconductor Corporation Structure of bipolar transistors with improved output current-voltage characteristics
US6121633A (en) * 1997-06-12 2000-09-19 Cree Research, Inc. Latch-up free power MOS-bipolar transistor
JP3709668B2 (ja) * 1997-09-02 2005-10-26 ソニー株式会社 半導体装置とその製造方法
FR2778022B1 (fr) * 1998-04-22 2001-07-13 France Telecom Transistor bibolaire vertical, en particulier a base a heterojonction sige, et procede de fabrication
US6329675B2 (en) 1999-08-06 2001-12-11 Cree, Inc. Self-aligned bipolar junction silicon carbide transistors
US6559517B2 (en) * 2000-04-27 2003-05-06 En Jun Zhu Structure for a semiconductor device
US6506659B2 (en) * 2001-03-17 2003-01-14 Newport Fab, Llc High performance bipolar transistor
JP3692063B2 (ja) * 2001-03-28 2005-09-07 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法
JP4168615B2 (ja) * 2001-08-28 2008-10-22 ソニー株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
US6514779B1 (en) * 2001-10-17 2003-02-04 Cree, Inc. Large area silicon carbide devices and manufacturing methods therefor
US6764907B2 (en) * 2002-02-19 2004-07-20 Bart J. Van Zeghbroeck Method of fabricating self-aligned silicon carbide semiconductor devices
US6815304B2 (en) * 2002-02-22 2004-11-09 Semisouth Laboratories, Llc Silicon carbide bipolar junction transistor with overgrown base region
US6686250B1 (en) * 2002-11-20 2004-02-03 Maxim Integrated Products, Inc. Method of forming self-aligned bipolar transistor
US6909164B2 (en) * 2002-11-25 2005-06-21 International Business Machines Corporation High performance vertical PNP transistor and method
JP2005011915A (ja) * 2003-06-18 2005-01-13 Hitachi Ltd 半導体装置、半導体回路モジュールおよびその製造方法
US6964907B1 (en) * 2003-11-17 2005-11-15 National Semiconductor Corporation Method of etching a lateral trench under an extrinsic base and improved bipolar transistor
US7288829B2 (en) * 2004-11-10 2007-10-30 International Business Machines Corporation Bipolar transistor with self-aligned retrograde extrinsic base implant profile and self-aligned silicide
US7972919B2 (en) * 2005-07-18 2011-07-05 International Business Machines Corporation Vertical PNP transistor and method of making same
US20070102834A1 (en) * 2005-11-07 2007-05-10 Enicks Darwin G Strain-compensated metastable compound base heterojunction bipolar transistor
US20070262295A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-15 Atmel Corporation A method for manipulation of oxygen within semiconductor materials
JP2008235560A (ja) * 2007-03-20 2008-10-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd ヘテロ接合バイポーラトランジスタ
CN100508209C (zh) * 2007-08-01 2009-07-01 中电华清微电子工程中心有限公司 Npn型的锗硅异质结双极晶体管及其制造方法
JP5140347B2 (ja) * 2007-08-29 2013-02-06 株式会社日立製作所 バイポーラトランジスタ及びその製造方法
WO2010024239A1 (ja) * 2008-08-26 2010-03-04 本田技研工業株式会社 接合型半導体装置およびその製造方法
WO2010024240A1 (ja) * 2008-08-26 2010-03-04 本田技研工業株式会社 バイポーラ型炭化珪素半導体装置およびその製造方法
US8536582B2 (en) * 2008-12-01 2013-09-17 Cree, Inc. Stable power devices on low-angle off-cut silicon carbide crystals
SE533700C2 (sv) * 2009-03-24 2010-12-07 Transic Ab Bipolär transistor i kiselkarbid
SE1051137A1 (sv) 2010-10-29 2012-04-30 Fairchild Semiconductor Förfarande för tillverkning av en kiselkarbid bipolär transistor och kiselkarbid bipolär transistor därav
SE535380C2 (sv) 2011-01-31 2012-07-17 Fairchild Semiconductor Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter

Also Published As

Publication number Publication date
DE112012000615T5 (de) 2013-10-31
US20130313571A1 (en) 2013-11-28
US9515176B2 (en) 2016-12-06
WO2012105899A1 (en) 2012-08-09
WO2012104322A1 (en) 2012-08-09
US20130087808A1 (en) 2013-04-11
DE112012000611T5 (de) 2013-10-31
US8785945B2 (en) 2014-07-22
CN103283027A (zh) 2013-09-04
SE1150065A1 (sv) 2012-07-17
CN103339731A (zh) 2013-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE535380C2 (sv) Bipolär transistor i kiselkarbid med övervuxen emitter
US8497552B2 (en) Semiconductor devices with current shifting regions and related methods
US9184306B2 (en) Silicon carbide semiconductor device
US9960250B2 (en) Power device and method of manufacturing the same
JP2003273355A (ja) 半導体素子およびその製造方法
US9373686B2 (en) Semiconductor device and method for manufacturing same and semiconductor substrate
US9960268B2 (en) Semiconductor devices, power semiconductor devices, and methods for forming a semiconductor device
US20150311325A1 (en) Igbt structure on sic for high performance
US11869940B2 (en) Feeder design with high current capability
US20240105783A1 (en) Method for manufacturing a grid
KR102100863B1 (ko) SiC MOSFET 전력 반도체 소자
JP5996611B2 (ja) 横チャネル領域を有する接合型電界効果トランジスタセル
TW202025249A (zh) 半導體結構及其製造方法
US9029250B2 (en) Method for producing semiconductor regions including impurities
EP2599124B1 (en) Electronic device structure with a semiconductor ledge layer for surface passivation
CN113113463A (zh) 半导体器件、用于半导体器件的超级结结构及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed