基于碳化硅的电子器件及其制造方法技术

本公开的实施例涉及基于碳化硅的电子器件及其制造方法。一种电子器件，包括：碳化硅SiC的半导体本体，该半导体本体具有沿第一方向彼此相对的第一面和第二面，在所述第一面上呈现正电荷载流子，该正电荷载流子形成了正界面电荷；第一导电端子，该第一导电端子在半导体本体的第一面延伸；第二导电端子，该第二导电端子在半导体本体的第二面延伸；半导体本体中的沟道区域，该沟道区域被配置为在使用中容纳第一导电端子和第二导电端子之间的电子流；以及绝缘材料的陷阱层，该陷阱层在所述沟道区域与半导体本体电接触地延伸，并且被设计成呈现生成负电荷的电子俘获状态，诸如至少部分地平衡所述正界面电荷。

【技术实现步骤摘要】
基于碳化硅的电子器件及其制造方法
本公开涉及一种电子器件，具体涉及功率MOSFET或肖特基二极管，并且涉及制造该电子器件的方法。
技术介绍
众所周知，具有宽禁带的半导体材料，特别是具有高禁带值、低导通电阻(RON)、高热导率值、高工作频率和高载流子饱和速度的半导体材料，对于生产诸如二极管或晶体管的电子部件(特别是用于电气应用)是理想的。一种具有上述特性并适用于制造电子部件的材料是碳化硅(SiC)。特别地，就其先前列出的特性而言，各种多型体的碳化硅(例如3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC)比硅更优选。SiC(4H-SiC)的六边形多型体是迄今为止研究最为广泛的多型体，并且目前市场上可以获得的是批量生产的4H-SiC晶片，即使其成本高于通常的硅晶片。3C-SiC比4H-SiC具有显著的成本优势，因为它可以通过CVD(化学气相沉积)在Si上直接生长。在Si上提供高质量的3C-SiC外延层，能够实现经济方便的SiC功率器件，例如，适于在650V至1200V的范围内操作。相对于具有硅衬底的类似器件，具有碳化硅衬底的电子器件呈现出进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电子器件，包括：/n碳化硅的半导体本体，所述半导体本体具有沿第一方向彼此相对的第一面和第二面，所述半导体本体在所述第一面上具有正电荷载流子，所述正电荷载流子限定正界面电荷；/n第一导电端子，所述第一导电端子在所述半导体本体的所述第一面处延伸；/n第二导电端子，所述第二导电端子在所述半导体本体的所述第二面处延伸；/n所述半导体本体中的沟道区域，所述沟道区域被配置为在使用中容纳所述第一导电端子和所述第二导电端子之间的电子流；和/n绝缘材料的陷阱层，所述陷阱层在所述沟道区域与所述半导体本体电接触地延伸，并且被配置为呈现生成负电荷的电子俘获状态，诸如以至少部分地平衡所述正界面电荷。/n

【技术特征摘要】
20190524 IT 1020190000072171.一种电子器件，包括：
碳化硅的半导体本体，所述半导体本体具有沿第一方向彼此相对的第一面和第二面，所述半导体本体在所述第一面上具有正电荷载流子，所述正电荷载流子限定正界面电荷；
第一导电端子，所述第一导电端子在所述半导体本体的所述第一面处延伸；
第二导电端子，所述第二导电端子在所述半导体本体的所述第二面处延伸；
所述半导体本体中的沟道区域，所述沟道区域被配置为在使用中容纳所述第一导电端子和所述第二导电端子之间的电子流；和
绝缘材料的陷阱层，所述陷阱层在所述沟道区域与所述半导体本体电接触地延伸，并且被配置为呈现生成负电荷的电子俘获状态，诸如以至少部分地平衡所述正界面电荷。


2.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述陷阱层具有与所述半导体本体的导带在能量上非常接近的能级。


3.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述陷阱层是含铝的绝缘化合物或绝缘合金。


4.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述陷阱层包括选自Al2O3、AlN、AlON、Al2O3、AlN/SiN的材料；或者是由选自Al2O3/HfO2、SiO2/HfO2/SiO2、SiO2/Al2O3/SiO2的堆叠形成的多层。


5.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述陷阱层具有30nm到100nm的厚度。


6.根据权利要求1所述的电子器件，其中：
所述电子器件是包括栅极端子的晶体管，所述栅极端子在所述半导体本体的所述第一面处延伸，并且所述栅极端子包括栅极金属化物，
所述第一导电端子是所述晶体管的源极端子，并且所述第二导电端子是所述晶体管的漏极端子，并且
所述陷阱层是布置在所述栅极金属化物和所述半导体本体的所述第一面之间的栅极氧化层。


7.根据权利要求1所述的电子器件，其中所述电子器件是二极管并且包括：
阳极端子，所述阳极端子在所述半导体本体的所述第一面处延伸；
阴极端子，所述阴极端子在所述半导体本体的所述第二面处延伸；和
沟槽，所述沟槽在所述半导体本体中从所述第一面开始向所述第二面处延伸，所述陷阱层在所述沟槽中延伸。


8.根据权利要求7所述的电子器件，其中：
所述阳极端子是金属层，所述阳极端子具有在所述沟槽中延伸的部分，并且
所述陷阱层在所述阳极端子的所述部分和所述沟道区域之间延伸。


9.根据权利要求7所述的电子器件，其中所述二极管是肖特基二极管，所述肖特基二极管包括由所述阳极端子和所述沟道区域之间的电接触区域沿所述沟槽形成的金属-半导体结。


10.一种用于制造电子器件的方法，包括以下步骤：
在碳化硅的半导体本体的第一面处形成第一导电端子，所述半导体本体具有沿第一方向与所述第一面相对的第二面，所述半导体本体在所述第一面处呈现正电荷载流子，所述正电荷载流子限定正界面电荷；
在所述半导体本体的所述第二面处形成第二导电端子，所述半导体本体包括沟道区域，所述沟道区域被配置为在使用中容纳在所述第一导电端子和所述第二导电端子之间的电子流...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·菲奥伦扎，F·罗卡福尔特，M·G·萨吉奥，
申请(专利权)人：国家研究委员会，意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT