一种超结碳化硅器件及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种超结碳化硅器件及其制备方法，所述制备方法包括在具有第一导电类型的碳化硅衬底的正面生长具有第一导电类型的第一外延层；在第一外延层内形成一个或多个沟槽；在沟槽内按照由下到上的顺序依次生长多个具有第二导电类型的第二外延层，直至完成所述沟槽的填充，形成超结结构。与现有技术相比，本发明专利技术提供的一种超结碳化硅器件及其制备方法，通过在沟槽内按照由下到上的顺序依次生长多个外延层直至完成沟槽的填充，形成超结结构，可以根据沟槽的深度调整外延层的数量，以及各外延层的厚度，从而实现对沟槽进行无缝隙填充，进而避免发生沟槽上方提前封口的问题，同时该制备方法工艺简单、成本低便于对超结碳化硅进行工业化生产。

Super junction silicon carbide device and preparation method thereof

The invention provides a super junction silicon carbide device and a preparation method thereof, wherein the preparation method comprises a first epitaxial layer having a first conductivity type positive growth on silicon carbide substrate having a first conductivity type of the form; one or a plurality of grooves in the first epitaxial layer in the trench; according to the second from bottom to top the order of growth has a plurality of second conductivity type epitaxial layer, until the completion of the trench filling, forming a super junction structure. Compared with the prior art, the invention provides a super junction silicon carbide device and its preparation method, through in the groove according to the order from the bottom to the top growth of a plurality of epitaxial layers until the completion of the trench filling, forming a super junction structure, can adjust the depth according to the number of epitaxial layer of the trench, and the thickness of the epitaxial layer in order to achieve the seamless trench filling, and avoid the above problems ahead of the sealing groove, and the preparation process is simple, low cost and convenient for industrial production of super junction silicon carbide.

【技术实现步骤摘要】
一种超结碳化硅器件及其制备方法
本专利技术涉及半导体器件
，具体涉及一种超结碳化硅器件及其制备方法。
技术介绍
碳化硅材料是继第一代半导体材料硅、锗和第二带半导体材料砷化镓、磷化铟后发展起来的第三代半导体材料，主要具有下述优点：(1)碳化硅材料的宽禁带是硅和砷化镓的2-3倍，使得半导体器件能在相当高的温度下(500℃以上)工作并具有发射蓝光的能力。(2)高击穿电场比硅和砷化镓均要高出一个数量级，使得采用碳化硅材料的半导体器件具有高压、大功率的特性及高饱和电子漂移速度和低介电常数；(3)碳化硅材料的导热率是硅的3.3倍，砷化镓的10倍，可以大大提高电路的集成度，减少冷却散热系统，从而大大减少整机的体积。但是对于高电压电力电子器件，需要制备超厚的碳化硅外延层，厚度可达200微米，以保证高压电力电子器件具有较高的耐压能力。目前可以通过在高压电力电子器件中制备超结结构的方法改善高电压电力电子器件中通态电阻和反向耐压之间的关系，从而提高其耐压能力。具体为：通过对多次外延、多次离子注入，制备出P型区和N型区间隔的结构，使得高压半导体器件在反向工作时产生一个横向电场，使漂移层中的PN对耗尽，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超结碳化硅器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在具有第一导电类型的碳化硅衬底的正面生长具有第一导电类型的第一外延层；在所述第一外延层内形成一个或多个沟槽；在所述沟槽内按照由下到上的顺序依次生长多个具有第二导电类型的第二外延层，直至完成所述沟槽的填充，形成超结结构。

【技术特征摘要】
1.一种超结碳化硅器件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在具有第一导电类型的碳化硅衬底的正面生长具有第一导电类型的第一外延层；在所述第一外延层内形成一个或多个沟槽；在所述沟槽内按照由下到上的顺序依次生长多个具有第二导电类型的第二外延层，直至完成所述沟槽的填充，形成超结结构。2.如权利要求1所述的一种超结碳化硅器件的制备方法，其特征在于，所述在碳化硅衬底上形成第一外延层之前包括采用化学气相沉积法在碳化硅衬底上生长第一外延层，具体为：对所述碳化硅衬底的正面进行刻蚀，并在刻蚀后的碳化硅衬底上生长具有第一导电类型的缓冲层；在所述缓冲层上生长所述第一外延层。3.如权利要求1所述的一种超结碳化硅器件的制备方法，其特征在于，所述在第一外延层内形成一个或多个沟槽包括：采用干法刻蚀、激光刻蚀或等离子刻蚀对第一外延层进行刻蚀，形成一个或多个沟槽。4.如权利要求1所述的一种超结碳化硅器件的制备方法，其特征在于，所述在沟槽内的一个第二外延层上生长另一个第二外延层包括：对所述的一个第一外延层进行选择性刻蚀，并在刻蚀后的所述的一个第一外延层上生长所述的另一个第二外延层。5.如权利要求4所述的一种超结碳化硅器件的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨霏，钮应喜，夏经华，李玲，郑柳，刘瑞，查祎英，田亮，王嘉铭，桑玲，
申请(专利权)人：全球能源互联网研究院，国家电网公司，国网山东省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11