【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种平面型碳化硅igbt器件及其制作方法、电子设备。
技术介绍
1、第三代宽禁带半导体碳化硅(sic)具有更大的带隙、更高的临界击穿场强、更高的热导率以及更快的电子饱和速度等特点，在电力电子器件中具有广泛研究价值与应用价值。碳化硅绝缘栅双极型晶体管(silicon-carbide insulated gate bipolartransistor，sic igbt)融合了金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field effect transistor，mosfet)以及双极性晶体管(bipolarjunction transistor，bjt)两者的优点，具有在高频、高压以及大电流下工作的优势，被广泛应用于船舶驱动、轨道交通、智能电网、交流变频、航空航天、风力发电、新能源、电机传动、汽车等强电控制领域。
2、在实际应用中，igbt具有两种基本结构，分别是平面栅结构与沟槽栅结构。而由于碳化硅材料本身硬度大且抗腐蚀性强，在工艺上难以形成具有光滑界面的沟槽结构，因此，基于sic的igbt主要结构为平面栅结构。对于sic igbt器件而言，引入的电导调制效应大大降低了导通电阻与导通损耗，但是过量载流子存在于器件内部，当sic igbt器件关闭时，需要大量时间等待过量的载流子复合，从而形成耗尽区，最终关断器件，会导致器件的关断时间与关断损耗大幅提升。
3、基于此，如何减小平面型碳化硅igbt的关断时间以及关断功耗，就成为了需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种平面型碳化硅igbt器件及其制作方法、电子设备，以减小器件的关断时间和关断功耗，提升器件的关断速度。
2、第一方面，本专利技术提供了一种平面型碳化硅igbt器件，包括自上而下键合在一起的第一半导体结构和第二半导体结构。第一半导体结构包括漂移层以及形成在漂移层上方的电流扩展层和正面晶体管单元。第二半导体结构包括欧姆接触层、依次形成在欧姆接触层上的集电层和缓冲层，缓冲层朝向漂移层的一侧刻蚀有沟槽，沟槽内淀积有多晶硅层。其中，缓冲层的材料包括碳化硅，多晶硅层与缓冲层形成异质结结构。
3、与现有技术相比，本专利技术提供的平面型碳化硅igbt器件中，第一半导体结构与第二半导体结构直接键合形成，且在第二半导体结构的缓冲层内刻蚀有沟槽，缓冲层的材料包括碳化硅(sic)，沟槽内填充有由多晶硅(si)材料形成的多晶硅层，可以在缓冲层区域处形成sic/si的异质结，因为硅的禁带宽度远小于碳化硅的禁带宽度，因此，能够在第一半导体结构和第二半导体结构的界面处形成电子与空穴的势阱，在器件关断时，异质结能够存储大量到的过剩载流子，同时更小的禁带宽度能够使得载流子的复合速度更快，会进一步加快器件内部的过剩载流子的减少速度，促使耗尽区快速形成，从而减小igbt器件的关断时间与关断损耗。
4、由此可知，本专利技术提供的平面型碳化硅igbt器件，能够显著降低igbt器件的关断时间和关断损耗，不影响igbt器件的击穿电压与栅极氧化物电场强度，器件制备工艺与传统器件适配，更好的实现了器件正向导通压降与关断损耗之间的折中。
5、第二方面，本专利技术还提供了一种平面型碳化硅igbt器件的制作方法，该的制作方法用于制作上述第一方面所述的平面型碳化硅igbt器件，所述平面型碳化硅igbt器件的制作方法包括：
6、提供第一半导体结构；其中，第一半导体结构包括漂移层以及依次形成在漂移层上方的电流扩展层和正面晶体管单元。
7、提供第二半导体子结构；其中，第二半导体子结构包括集电层和缓冲层，缓冲层朝向漂移层的一侧刻蚀有沟槽，沟槽内淀积有多晶硅层。其中，缓冲层的材料包括碳化硅，多晶硅层与缓冲层形成异质结结构。
8、通过漂移层和缓冲层，对第一半导体结构和第二半导体子结构进行键合处理。
9、在集电层背离缓冲层的一侧形成欧姆接触层，得到第二半导体结构，以形成igbt器件。
10、本专利技术中第二方面提供的平面型碳化硅igbt器件的制作方法的有益效果与上述第一方面技术方案所述的平面型碳化硅igbt器件的有益效果相同，此处不再赘述。
11、第三方面，本专利技术还提供了一种电子设备，包括上述第一方面所述的平面型碳化硅igbt器件。
12、本专利技术中第三方面提供的电子设备的有益效果与上述第一方面技术方案所述的平面型碳化硅igbt器件的有益效果相同，此处不再赘述。
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1.一种平面型碳化硅IGBT器件，其特征在于，所述平面型碳化硅IGBT器件包括：自上而下键合在一起的第一半导体结构和第二半导体结构；
2.根据权利要求1所述的平面型碳化硅IGBT器件，其特征在于，沿所述第二半导体结构的堆叠方向，所述多晶硅层的尺寸范围包括0.5μm～2μm。
3.根据权利要求1所述的平面型碳化硅IGBT器件，其特征在于，沿与所述第二半导体结构的堆叠方向垂直的方向，所述多晶硅层的尺寸范围包括0.5μm～2μm。
4.根据权利要求1所述的平面型碳化硅IGBT器件，其特征在于，所述正面晶体管单元包括：
5.一种平面型碳化硅IGBT器件的制作方法，其特征在于，用于制作权利要求1～4任一项所述的平面型碳化硅IGBT器件，所述平面型碳化硅IGBT器件的制作方法包括：
6.根据权利要求5所述的平面型碳化硅IGBT器件的制作方法，其特征在于，所述提供第一半导体结构，包括：
7.根据权利要求6所述的平面型碳化硅IGBT器件的制作方法，其特征在于，在所述电流扩展层上形成所述正面晶体管单元，包括：
8.
9.根据权利要求8所述的平面型碳化硅IGBT器件的制作方法，其特征在于，在所述通过所述漂移层和所述缓冲层，对所述第一半导体结构和所述第二半导体子结构进行键合处理之后，在所述集电层背离所述缓冲层的一侧形成欧姆接触层之前，所述方法还包括：
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述的平面型碳化硅IGBT器件。
...【技术特征摘要】
1.一种平面型碳化硅igbt器件，其特征在于，所述平面型碳化硅igbt器件包括：自上而下键合在一起的第一半导体结构和第二半导体结构；
2.根据权利要求1所述的平面型碳化硅igbt器件，其特征在于，沿所述第二半导体结构的堆叠方向，所述多晶硅层的尺寸范围包括0.5μm～2μm。
3.根据权利要求1所述的平面型碳化硅igbt器件，其特征在于，沿与所述第二半导体结构的堆叠方向垂直的方向，所述多晶硅层的尺寸范围包括0.5μm～2μm。
4.根据权利要求1所述的平面型碳化硅igbt器件，其特征在于，所述正面晶体管单元包括：
5.一种平面型碳化硅igbt器件的制作方法，其特征在于，用于制作权利要求1～4任一项所述的平面型碳化硅igbt器件，所述平面型碳化硅igbt器件的制作方法包...
【专利技术属性】
技术研发人员：王二俊，田晓丽，刘新宇，王鑫华，白云，杨成樾，汤益丹，郝继龙，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：
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