垂直碳化硅功率MOSFET和IGBT及其制造方法技术

公开了一种垂直碳化硅功率MOSFET，其具有作为漏极的n+型4H‑SiC衬底和外延地生长在4H‑SiC衬底上的充当漂移区的n‑型4H‑SiC外延层、以及注入漂移区中的p++型源极区、p型阱区、p型沟道区和n++型接触区、以及通过栅氧化层与源极和漂移区绝缘的金属栅极。在4H‑SiC外延层与栅氧化层之间的界面处提供垂直厚度在0.1nm至50nm范围内(示例性地在0.5nm至10nm范围内)的高迁移率层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】垂直碳化硅功率MOSFET和IGBT及其制造方法
提出了一种新的垂直碳化硅(siliconcarbide，SiC)功率MOSFET和IGBT及其制造方法。该新的构思结合了不同SiC多型体的优势以创建具有低界面缺陷态密度的金属-半导体-氧化物(metal-semiconductor-oxide，MOS)界面，并且因此改善了MOSFET的沟道迁移率。
技术介绍
US5915194A1公开了一种在不同于晶体膜的多型化合物衬底上异质外延生长多型化合物的原子级平坦表面和高质量低缺陷晶体膜的方法。该方法特别适合于在6H-SiC上生长3C-SiC、2H-AlN和2H-GaN。US6763699A1公开了具有原子级平坦碳化硅顶表面的气体传感器设备，该顶表面又提供了其均匀且可再现的表面。EP2083448A1公开了一种碳化硅半导体器件并且获得了其制造方法。在4H-SiC衬底上的初始生长层上形成由Si制成的涂膜，并且在利用涂膜覆盖的区域中形成延伸的台阶表面。接下来，移除涂膜，并且在初始生长层上外延生长新的生长层。在初始生长层的延伸台阶表面上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垂直碳化硅功率MOSFET(1)，包括：/n作为漏极的n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181207 EP 18211114.61.一种垂直碳化硅功率MOSFET(1)，包括：
作为漏极的n+型4H-SiC衬底(7)；
n-型4H-SiC外延层(11)，所述4H-SiC外延层外延地生长在4H-SiC衬底(7)上充当漂移区；
注入所述漂移区中的p++型源极区(2)、p型阱区(3)、p型沟道区(4)和n++型接触区(5)；
金属栅极(8)，所述金属栅极通过栅氧化层(9)与所述源极区(2)和所述漂移区绝缘；
在所述4H-SiC外延层(6)与所述栅氧化层(9)之间的界面(11)处的高迁移率层(10)，其中，所述高迁移率层(10)的垂直厚度在0.1nm至50nm的范围内；
其特征在于，
所述高迁移率层(10)由外延3C-SiC形成。


2.根据权利要求1所述的垂直碳化硅功率MOSFET(1)，其中，
所述4H-SiC衬底(7)是{0001}取向的4H-SiC衬底(7)，并且
所述4H-SiC外延层(6)是{0001}取向的4H-SiC外延层(6)。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的垂直碳化硅功率MOSFET(1)，其中，
所述高迁移率层(10)是n型的。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的垂直碳化硅功率MOSFET(1)，其中，所述垂直碳化硅功率MOSFET的载流子在n-型4H-SiC外延层(6)中传输，但不在所述高迁移率层中传输。


5.根据权利要求1至5中任一项所述的垂直碳化硅功率MOSFET(1)，其中，
所述高迁移率层(10)的垂直厚度在0.5nm至10nm的范围内。


6.一种垂直碳化硅功率绝缘栅双极晶体管IGBT(21)，包括：
作为场阻止层的n型4H-SiC衬底(27)；
n-型4H-SiC外延层(26)，所述4H-SiC外延层外延地生长在所述4H-SiC衬底(27)上并且充当漂移区；
注入所述漂移区中的p++型发射极区(22)、p型阱区(23)、p型沟道区(24)和n++型接触区(25)；
金属栅极(28)，所述金属栅极通过栅氧化层(29)与所述发射极区(22)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·沃思，A·米哈埃拉，L·克诺尔，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH