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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體,尤其涉及一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件及制備方法。
技術介紹
1、在電力電子
一直以si基功率器件為主要產品,這是由于si材料在自然界中的高儲量、成熟的制備提純工藝、穩定的材料單晶結構,高可靠性的器件結構和低廉的產品價格等多方優勢。但是由于si材料自身的性能限制,si?mosfet和si?igbt開關器件已無法滿足更為嚴苛使用環境下的系統效率要求。而相比于si?mosfet和si?igbt,sic?mosfet開關器件受益于sic材料自身優異的物理特性,可以在小芯片尺寸上同時實現高開關頻率、低導通損耗、高耐壓性能的綜合優勢,已受到了商業上的大規模使用。
2、在開關器件的使用過程中,由于快速的開關過程易在電路中產生浪涌電流,因此開關型器件通常會在旁路額外反并聯一續流二極管,續流二極管會作為電流的釋放路徑實現對開關器件的保護。sic?mosfet器件由于內部寄生pn結體二極管,因此無需額外反并聯續流二極管,但是sicmosfet器件的抗浪涌電流沖擊能力仍然有限,因此進一步提高sicmosfet器件的抗浪涌電流沖擊能力對器件的使用具有很大好處。
技術實現思路
1、針對以上問題,本專利技術提出了一種提高抗浪涌電流沖擊的能力的一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件及制備方法。
2、本專利技術的技術方案是:
3、一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件制備方法,包括如下步驟:
4、s100,在sic襯底層上外延生長sic漂移
5、s200,在sic漂移層上利用al離子注入形成若干間隔設置的p-body區;
6、s300,在sic漂移層上采用n離子注入在溝道通流區的p-body區內形成np區;
7、s400,在sic漂移層上采用al離子注入在溝道通流區的np區中和浪涌通流區的p-body區中分別形成pp區;
8、s500,在sic漂移層上通過n離子注入形成csl區;
9、s600,在sic漂移層上采用高溫離子激活使p-body區、np區、pp區和csl區完全形成;
10、s700,在sic漂移層上通過干氧氧化形成柵氧化層;
11、s800,在sic漂移層與柵氧化層上淀積多晶硅poly,形成所需要的poly層;
12、s900,在np區和poly層上通過淀積氧化物經致密化后形成隔離介質層;
13、s1000,在sic漂移層上退火形成歐姆接觸合金層;
14、s1100,在器件上形成正面電極金屬層。
15、具體的,步驟s100中的sic襯底層和sic漂移層導電類型均為n型。
16、具體的,步驟s200中的p-body區導電類型為p型,摻雜濃度范圍為1e17-3e18cm-2。
17、具體的,步驟s300中的np區導電類型為n型,摻雜濃度范圍為1e18-1e19cm-2。
18、具體的,步驟s400中的pp區導電類型為p型,摻雜濃度范圍為1e18-1e19cm-2。
19、具體的,步驟s500中的csl區導電類型為n型,摻雜濃度范圍為5e16-7e16cm-2,?csl區底面與p-body區底面之間間距不小于0.2um。
20、具體的,步驟s600中的高溫離子激活溫度范圍為1600℃-1700℃。
21、具體的,步驟s700中的柵氧化層厚度為45nm-50nm。
22、具體的,步驟s800中的poly層淀積厚度為500nm。
23、一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件,包括從下而上依次設置的sic襯底層、sic漂移層、歐姆接觸合金層和正面電極金屬層;
24、所述sic漂移層內設有:
25、csl區,從所述sic漂移層的頂面向下延伸;
26、p-body區,設有若干,間隔設置在所述csl區內,并從所述csl區的頂面向下延伸;所述p-body區的底面高于csl區的底面;
27、np區,位于溝道通流區的p-body區內,從所述p-body區的頂面向下延伸,與所述p-body區的底面設有間距;
28、pp區,分別位于溝道通流區的np區內和浪涌通流區的p-body區內;溝道通流區所述pp區的寬度小于浪涌通流區pp區的寬度;
29、所述sic漂移層與正面電極金屬層之間設有從下而上依次設置的柵氧化層和poly層;
30、溝道通流區的所述柵氧化層橫跨在相鄰np區之間,底面分別與np區、p-body區和csl區連接,頂面與所述poly層連接;
31、浪涌通流區的所述柵氧化層橫跨在np區和pp區之間,底面分別與所述np區、p-body區、csl區和pp區連接,頂面與所述poly層連接;
32、所述poly層的頂面設有隔離介質層;
33、溝道通流區中所述隔離介質層側部向下延伸,分別與相鄰的所述np區連接;浪涌通流區的所述隔離介質層側部向下延伸后,分別與所述np區和區連接。
34、本專利技術在六邊形源胞的sic?mosfet器件中通過犧牲一部分的溝道通流區,將作為浪涌電流通流的pp區面積增大,從而使得浪涌電流通流面積更大,因此器件的抗浪涌電流沖擊的能力更強。
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1.一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,步驟S100中的SiC襯底層(1)和SiC漂移層(2)導電類型均為N型。
3.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,步驟S200中的P-body區(3)導電類型為P型,摻雜濃度范圍為1E17-3E18cm-2。
4.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,步驟S300中的NP區(4)導電類型為N型,摻雜濃度范圍為1E18-1E19cm-2。
5.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,步驟S400中的PP區(5)導電類型為P型,摻雜濃度范圍為1E18-1E19cm-2。
6.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,步驟S500中的CSL區(6)導電類型為N型,摻雜濃度范圍為5E16-7E16cm-2,所述CSL區(6)底面與
7.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,步驟S600中的高溫離子激活溫度范圍為1600℃-1700℃。
8.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,步驟S700中的柵氧化層(7)厚度為45nm-50nm。
9.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法,其特征在于,步驟S800中的Poly層(8)淀積厚度為500nm。
10.一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件,通過上述權利要求任一1-9所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的SiC器件制備方法制備,其特征在于,包括從下而上依次設置的SiC襯底層(1)、SiC漂移層(2)、歐姆接觸合金層(10)和正面電極金屬層(11);
...【技術特征摘要】
1.一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件制備方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件制備方法,其特征在于,步驟s100中的sic襯底層(1)和sic漂移層(2)導電類型均為n型。
3.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件制備方法,其特征在于,步驟s200中的p-body區(3)導電類型為p型,摻雜濃度范圍為1e17-3e18cm-2。
4.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件制備方法,其特征在于,步驟s300中的np區(4)導電類型為n型,摻雜濃度范圍為1e18-1e19cm-2。
5.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件制備方法,其特征在于,步驟s400中的pp區(5)導電類型為p型,摻雜濃度范圍為1e18-1e19cm-2。
6.根據權利要求1所述的一種提高抗浪涌電流沖擊的sic器件制備方法,其特征在...
【專利技術屬性】
技術研發人員:王正,楊程,裘俊慶,王毅,
申請(專利權)人:揚州揚杰電子科技股份有限公司,
類型:發明
國別省市:
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