具有SCHOTTKY接触的碳化硅器件制造技术

具有SCHOTTKY接触的碳化硅器件。一种碳化硅器件（500）包括碳化硅本体（100），该碳化硅本体（100）包括第一导电类型的源极区（110）、第一导电类型的阴极区（160）和第二导电类型的分离区（140）。条形栅极结构（150）沿第一方向（291）延伸并直接邻接源极区（110）和分离区（140）。碳化硅器件（500）还包括第一负载电极（310）。沿着第一方向（291），阴极区（160）位于分离区（140）中的两个分离区之间，并且分离区（140）中的至少一个分离区位于阴极区（160）和源极区（110）之间。源极区（110）和第一负载电极（310）形成欧姆接触（OC），并且第一负载电极（310）和阴极区（160）形成Schottky接触（SC）。

【技术实现步骤摘要】
具有SCHOTTKY接触的碳化硅器件
本公开涉及碳化硅器件，特别地，涉及具有晶体管单元和Schottky接触的碳化硅器件。
技术介绍
功率半导体器件通常被用作用于变换电能的电路中和驱动重型电感负载的电路中的开关和整流器，用于变换电能的电路中例如是DC/AC转换器、AC/AC转换器或AC/DC转换器中，驱动重型电感负载的电路中例如是电机驱动器电路中。碳化硅（SiC）的介电击穿场强比硅高。因此，SiC器件可以比具有相同标称阻断电压（blockingvoltage）的等效硅器件（equivalentsilicondevice）显著薄。另一方面，碳化硅器件的电参数趋向于以比等效硅器件的典型情况更高的速率恶化。存在用于改进碳化硅器件参数的长期稳定性的需要。
技术实现思路
本公开的实施例涉及包括碳化硅本体的碳化硅器件。该碳化硅本体包括第一导电类型的源极区、第一导电类型的阴极区和第二导电类型的分离区。条形栅极结构沿第一方向延伸并直接邻接源极区和分离区。沿着第一方向，阴极区位于分离区中的两个之间并且分离区中的至少一个位于阴极区和源极区之间。第一负载电极（loadelectrode）和源极区形成欧姆接触。第一负载电极和阴极区形成Schottky接触。附图说明包括附图以提供对实施例的进一步理解，并且附图被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出了碳化硅器件的实施例，并且与说明书一起用于解释实施例的原理。在以下详细描述和权利要求书中描述了另外的实施例。图1A-1B示出了根据实施例的具有在两个晶体管单元之间的Schottky接触的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直（vertical）截面图。图2A-2B示出了根据具有平面栅极结构的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图3A-3B示出了根据具有沟槽栅极结构和浅分离区的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图4A-4E示出了根据具有深屏蔽（shielding）和分离区的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图5A-5B示出了根据具有深屏蔽和分离区的另一实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图6A-6B示出了根据具有深屏蔽区和浅分离区的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图7A-7B示出了根据具有带有上和下阴极部分的阴极区的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图8A-8B示出了根据涉及侧向（lateral）阴极部分之间的分割区（dividingregion）的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图9A-9E示出了根据具有阴极区和栅极结构之一之间的间隔区（spacingregion）的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图10A-10E示出了根据具有阴极区和两个相邻栅极结构之间的间隔区的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图11A-11E示出了根据具有宽的下阴极部分的实施例的具有Schottky接触的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图12A-12E示出了根据涉及对称晶体管单元的实施例的碳化硅器件的一部分的示意性平面图和竖直截面图。图13A-13B示出了根据具有邻接两个相邻栅极结构的阴极区的实施例的碳化硅器件的部分的示意性平面图。图14A-14B示出了根据具有与两个相邻栅极结构之一接触的阴极区的实施例的碳化硅器件的部分的示意性平面图。图15A-15B示出了根据具有与两个相邻沟槽栅极结构分离的阴极区的实施例的碳化硅器件的部分的示意性平面图。具体实施方式在以下详细描述中，参考了附图，附图形成了详细描述的一部分，并且在附图中通过图示示出了可以实践碳化硅器件的具体实施例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行结构或逻辑改变。例如，针对一个实施例示出或描述的特征可以用在其他实施例上或与其他实施例结合使用，以产生又一实施例。本公开意在包括这样的修改和变化。使用特定语言描述示例，不应将其解释为限制所附权利要求的范围。附图不按比例并且仅用于说明的目的。如果没有另外说明，则在不同的图中，相应的元素由相同的附图标记表示。术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”以及诸如此类是开放的，并且术语指示所述结构、元素或特征的存在，但不排除附加的元素或特征的存在。冠词“一”、“一个”和“该”旨在包括复数以及单数，除非上下文另外清楚地指示。术语“电连接”描述电连接的元素之间的永久性低电阻连接，例如相关元素之间的直接接触或经由金属和/或重掺杂半导体材料的低电阻连接。术语“电耦合”包括适于信号和/或功率传输的一个或多个中间元素可以连接在电耦合的元素之间，例如，可控制以在第一状态中暂时提供低电阻连接并且在第二状态中暂时提供高电阻电解耦合的元素。欧姆接触是具有线性或几乎线性的电流-电压特性的非整流（non-rectifying）电学结（electricaljunction）。Schottky接触是具有整流特性的金属-半导体结，其中选择金属的功函数（workfunction）和半导体材料中的掺杂剂浓度，使得在没有外部施加的电场的情况下，耗尽区沿着金属-半导体结形成在半导体材料中。在Schottky接触的上下文中，术语“金属-半导体结”还可以指在金属类半导体和半导体之间的结，其中该结具有与金属-半导体结相同的特性。例如，在多晶硅和碳化硅之间形成Schottky接触可以是可能的。如果两个部件（例如两个区）分别形成欧姆接触或Schottky接触，则这可能意味着在所述两个部件之间存在欧姆接触或Schottky接触。在两种情况下，对于所述两个区而言，直接彼此邻接可以是可能的。然而，另外的部件位于所述两个部件之间也可以是可能的。安全操作区（SOA）定义了电压和电流条件，在该电压和电流条件下，可以期望半导体器件在没有自损坏的情况下操作。SOA由所公布的器件参数的最大值给出，器件参数的最大值比如是最大连续负载电流、最大栅极电压以及其他。附图通过在掺杂类型“n”或“p”旁指示“-”或“+”来图示相对掺杂浓度。例如，“n-”意味着低于“n”掺杂区的掺杂浓度的掺杂浓度，而“n+”掺杂区具有比“n”掺杂区高的掺杂浓度。相同的相对掺杂浓度的掺杂区不必具有相同的绝对掺杂浓度。例如，两个不同的“n”掺杂区可以具有相同或不同的绝对掺杂浓度。相同导电类型且具有不同掺杂剂浓度的两个邻接掺杂区沿着两个掺杂区之间的边界表面形成单极结，例如，n/n+或p/p+结。在该单极结处，与单极结正交（orthogonalto）的掺杂剂浓度分布可以示出阶梯或转折点，在该处掺杂剂浓度分布从凹变为凸，或反之亦然。针对物理尺寸给定的范围包括边界值。例如，参数y从a到b的范围表示为，对于具有如“至多”和“至少”之类的一个边界值的范围同样适用。来自化学化合物或合金的层或结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅器件（500），包括：/n碳化硅本体（100），包括第一导电类型的源极区（110）、第一导电类型的阴极区（160）和第二导电类型的分离区（140），/n条形栅极结构（150），沿第一方向（291）延伸并且直接邻接源极区（110）和分离区（140），以及/n第一负载电极（310），/n其中，沿着第一方向（291），阴极区（160）位于分离区（140）中的两个之间，并且分离区（140）中的至少一个位于阴极区（160）和源极区（110）之间，以及/n其中，源极区（110）和第一负载电极（310）形成欧姆接触（OC），并且第一负载电极（310）和阴极区（160）形成Schottky接触（SC）。/n

【技术特征摘要】
20190104 DE 102019100110.2;20191111 DE 102019130371.一种碳化硅器件（500），包括：
碳化硅本体（100），包括第一导电类型的源极区（110）、第一导电类型的阴极区（160）和第二导电类型的分离区（140），
条形栅极结构（150），沿第一方向（291）延伸并且直接邻接源极区（110）和分离区（140），以及
第一负载电极（310），
其中，沿着第一方向（291），阴极区（160）位于分离区（140）中的两个之间，并且分离区（140）中的至少一个位于阴极区（160）和源极区（110）之间，以及
其中，源极区（110）和第一负载电极（310）形成欧姆接触（OC），并且第一负载电极（310）和阴极区（160）形成Schottky接触（SC）。


2.根据前述权利要求所述的碳化硅器件，其中
栅极结构（150）包括形成在碳化硅本体（100）的第一表面（101）上的栅电极（155）。


3.根据权利要求1所述的碳化硅器件，其中
栅极结构（150）从碳化硅本体（100）的第一表面（101）延伸到碳化硅本体（100）中。


4.根据前述权利要求中任一项所述的碳化硅器件，其中
碳化硅本体（100）包括第二导电类型的本体区（120）和漂移结构（130），其中本体区（120）和漂移结构（130）形成第一pn结（pn1），并且其中第一负载电极（310）和本体区（120）形成欧姆接触（OC）。


5.根据前述权利要求所述的碳化硅器件，其中
分离区（140）的第一竖直延伸（v1）等于或小于第一pn结（pn1）与第一表面（101）之间的最大竖直距离（v2）。


6.根据权利要求4所述的碳化硅器件，其中
分离区（140）的第一竖直延伸（v1）大于第一pn结（pn1）与第一表面（101）之间的最大竖直距离（v2）。


7.根据三个前述权利要求中任一项所述的碳化硅器件，其中
漂移结构（130）包括第一导电类型的漂移区（131），阴极区（160）和漂移区（131）形成单极结（jn），并且阴极区（160）中的最大掺杂剂浓度是漂移区（131）中的最大掺杂剂浓度的至少两倍高。


8.根据前述权利要求中任一项所述的碳化硅器件，还包括：
第二导电类型的至少一个分割区（180），其中至少一个分割区（180）沿第一方向（291）将阴极区（160）分离成至少两个阴极部分（165）。


9.根据前述权利要求中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C伦德茨，R埃尔佩尔特，R埃斯特韦，T加纳，JP孔拉特，L韦尔哈恩基利安，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE