SiC上的高电压功率半导体器件 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN104246979A

(43)申请公布日2014.12.24

(21)申请号CN201380020805.6

(22)申请日2013.09.10

(71)申请人道康宁公司

地址美国密歇根州

(72)发明人M·罗伯达G·钟

(74)专利代理机构北京安信方达知识产权代理有限公司

代理人张瑞

(51)Int.CI

H01L21/20

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

SiC上的高电压功率半导体器件

(57)摘要

具有50–100μm厚度的4HSiC磊晶

片在4度偏轴衬底上生长。通过检测所述

磊晶片，获得2–6cm

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种高电压半导体器件，包括：

4H-SiC衬底，所述衬底具有0.02至1.5cmSup2/Sup的面积，其具有：

小于1/cmSup2/Sup的微管密度、

小于2000/cmSup2/Sup的螺旋位错密度、以及

小于2000/cmSup2/Sup的基面位错密度；以及

所述衬底上的多个外延层，其中所述多个外延层中的至少一个具有：

1×10Sup14/Sup/cmSup3/Sup至2×10Sup16/Sup/cmSup3/Sup范围

内的净载流子浓度、

小于1/cmSup2/Sup的微管密度、

小于2000/cmSup2/Sup的螺旋位错密度、以及

小于10/cmSup2/Sup的基面位错密度。

2.根据权利要求1所述的高电压半导体器件，还包括由两个相邻外延层形成的至少

一个p-n结。

Claim3.根据权利要求1-2中任一项所述的高电压半导体器件，还包括载流子寿

命大于1微秒的至少一个外延层。

Claim4.根据权利要求1-3中任一项所述的高电压半导体器件，其中反向偏置闭

锁电压，表示为在小于或等于10mA/cmSup2/Sup的漏电流处测得的最大电压，

处于大于通过使用SiC材料常数对所述器件建模所测定的理论值的85％的范围内。

Claim5.根据权利要求1-4中任一项所述的高电压半导体器件，其中所述4H-SiC

衬底为单晶4H-SiC衬底。

6.根据权利要求5所述的高电压半导体器件，其中所述单晶4H-SiC衬底以远离c-

轴倾斜的角度切割。

7.根据权利要求6所述的高电压半导体器件，其中所述单晶4H-SiC衬底以朝

lt;11-20gt;方向倾斜的角度切割。

8.一种用于制造半导体器件的方法，包括：

制造4H-SiC衬底，所述衬底具有：

小于1/cmSup2/Sup的微管密度、

小于2000/cmSup2/Sup的螺旋位错密度、以及

小于2000/cmSup2/Sup的基面位错密度；以及

在所述衬底上沉积多个外延层，其中所述多个外延层中的至少一个具有：

1×10Sup14/Sup/cmSup3/Sup至2×10Sup16/Sup/cmSup3/Sup范围

内的净载流子浓度、以及

小于1/cmSup2/Sup的微管密度、

小于2000/cmSup2/Sup的螺旋位错密度、以及

小于10/cmSup2/Sup的基面位错密度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中沉积所述多个外延层的步骤还包括形成至少一

个p-n结。

Claim10.根据权利要求8-9中任一项所述的方法，其中所述4H-SiC衬底为单晶

4H-SiC衬底。

11.根据权利要求10所述的高电压半导体器件，其中所述单晶4H-SiC衬底以远离

c-轴倾斜的角度切割。

12.根据权利要求11所述的高电压半导体器件，其中所述单晶4H-SiC衬底以朝

lt;11-20gt;方向倾斜的角度切割。

说