【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于宽禁带半导体功率器件领域,尤其涉及一种制备高阻断电压功率器件的方法。
技术介绍
碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料,较传统硅(Si)材料具有更为优异的物理和化学性质,使得其在功率半导体领域有着巨大的应用潜力。相比Si材料,SiC具有更宽的禁带宽度,更高的临界击穿场强,更高的饱和电子漂移速度及更高的热导率等优点,使其可以在功率半导体领域能够满足Si材料不具备的高温、高压、高频及抗辐照等应用。反向阻断电压是功率器件非常重要的性能指标,将直接决定功率器件的应用领域,如200V以下低压器件主要应用于功率因数校正(PFC)及功率放大、600V~1.7kV中压器件主要应用于光伏逆变器及UPS电源、3.3kV~6.5kV高压器件主要应用于智能电网及机车牵引。发展SiC高压功率器件的过程中,要完全达到材料赋予的最佳性能,尽可能获得最大的反向阻断电压,需要降低结边缘的电场集中效应,合理的结终端设计尤为重要。目前,结终端技术根据结构的不同可以分为边缘延伸型与刻蚀台阶型,主要包括场限环结构、金属场板结构以及结终端扩展(JTE)技术。通过以上结终端技术,及使用厚外延SiC漂移层,目前已制备了反向阻断电压高达21.7kV的功率器件。但要进一步提升反向阻断电压,需不断优化设计结终端结构或使用更厚的外延层材料,这是比较困难的。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题,提供了一种制备高阻断电压碳化硅功率器件的方法,对常规制备工艺进行了调整和优化,工艺简单、成本低廉,相比常规制备工艺,获得的碳化硅功率器件的阻断电压具有显著的提升。本专利技术的技术方案如下:一种制备高阻断电 ...
【技术保护点】
一种制备高阻断电压碳化硅功率器件的方法,其特征在于包括以下步骤:首先,通过化学清洗、刻蚀及离子注入的工艺,在碳化硅晶片的外延层上制备正面的台阶及结终端结构;将所述碳化硅晶片在湿氧气氛中进行热氧氧化形成牺牲氧化层,再在稀氢氟酸中进行浸泡去除牺牲氧化层;在制备的台阶及结终端结构上利用原子层沉积法生长Al2O3薄膜层,再通过等离子体增强化学沉积法生长Si3N4薄膜层;刻蚀碳化硅晶片背面的Al2O3层和Si3N4层,沉积金属制备背面欧姆接触;在碳化硅晶片的正面光刻开窗,沉积金属制备正面欧姆接触;最后得到碳化硅功率器件。
【技术特征摘要】
1.一种制备高阻断电压碳化硅功率器件的方法,其特征在于包括以下步骤:首先,通过化学清洗、刻蚀及离子注入的工艺,在碳化硅晶片的外延层上制备正面的台阶及结终端结构;将所述碳化硅晶片在湿氧气氛中进行热氧氧化形成牺牲氧化层,再在稀氢氟酸中进行浸泡去除牺牲氧化层;在制备的台阶及结终端结构上利用原子层沉积法生长Al2O3薄膜层,再通过等离子体增强化学沉积法生长Si3N4薄膜层;刻蚀碳化硅晶片背面的Al2O3层和Si3N4层,沉积金属制备背面欧姆接触;在碳化硅晶片的正面光刻开窗,沉积金属制备正面欧姆接触;最后得到碳化硅功率器件。2.根据权利要求1所述的一种制备高阻断电压碳...
【专利技术属性】
技术研发人员:肖承全,李俊焘,代刚,向安,张林,徐星亮,周阳,杨英坤,张龙,张健,
申请(专利权)人:中国工程物理研究院电子工程研究所,
类型:发明
国别省市:四川;51
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