【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，具体是一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构。
技术介绍
1、sic材料作为第三代半导体材料，具有高临界击穿场强，高热导率、高电子饱和漂移率，优异的物理化学特性，在高温、高频、大功率等领域具有巨大潜力。高压器件结构中耐压性能主要由外延漂移层承担，因此外延层质量与器件耐压性能有着密切的关系。高压外延的技术发展则相对滞后，尽管多年来在优化外延工艺、籽晶和计量学方面做出了各种努力，高压器件外延所需厚膜仍存在着较多缺陷。外延层缺陷对jbs的致死率保持在较低水平，但相同的缺陷对mosfet产量影响很大，如bpd会造成二极管退化，堆垛层错、bpd、胡萝卜缺陷等会造成vb降低，胡萝卜缺陷会造成栅极漏电等，从而降低良率及产能。
2、现今最常用sic高压器件多为单层均匀掺杂外延结构，漂移层与衬底掺杂浓度相差4个数量级以上，巨大的浓度差异导致晶格失配，漂移层/衬底界面易产生缺陷，如三角形缺陷，其在后续的外延过程中继承并增殖。在如今火爆的sic平面栅mosfet制造技术中，各大厂商纷纷采用大面积注入或增加高浓度外延层来形成csl层来提升电流密度，也进一步导致了界面质量下降问题的存在。因此改善外延层结构，优化外延工艺，提升外延层质量，对sic高压大电流器件制备至关重要。
3、为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构，以
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构，包括第一导电类型衬底(1)和形成于第一导电类型衬底(1)上的外延层(2)；外延层(2)包括形成于第一导电类型衬底(1)上的第一导电类型第一缓冲层(2-1)、形成于第一导电类型第一缓冲层(2-1)上的第一导电类型漂移耐压层(2-2)、形成于第一导电类型漂移耐压层(2-2)上的第一导电类型第二缓冲层(2-3)、形成于第一导电类型第二缓冲层(2-3)上的第一导电类型导通层(2-4)。
4、较为优化地，所述第一导电类型衬底(1)、第一导电类型第一缓冲层(2-1)、第一导电类型漂移耐压层(2-2)、第一导电类型第二缓冲层(2-3)、第一导电类型导通层(2-4)的材质均为sic；第一导电类型通常为n-type，n-type掺杂物通常为n、p、as，p-type掺杂物通常为al、mg、b。
5、较为优化地，所述第一导电类型衬底(1)的厚度为t0，t0为100-500μm，掺杂浓度为d0，d0为8×1018-5×1019cm-3；所述外延层(2)的厚度为t，t为10-85μm。
6、较为优化地，所述第一导电类型第一缓冲层(2-1)的厚度为t1，t1＝15％t；所述第一导电类型漂移耐压层(2-2)的厚度为t2，t2＝80％t；所述第一导电类型第二缓冲层(2-3)的厚度为t3，0.5％t<t3<5％t；所述第一导电类型导通层(2-4)的厚度为t4。
7、较为优化地，所述第一导电类型第一缓冲层(2-1)为渐变掺杂，掺杂浓度按照从第一导电类型衬底(1)向漂移第一导电类型漂移耐压层(2-2)逐渐降低的趋势。
8、较为优化地，第一导电类型衬底(1)向漂移第一导电类型漂移耐压层(2-2)生长时，掺杂浓度分布按照d(m)＝{(d2-d0)/t1}m+d0，其中0<m<t1。
9、较为优化地，所述第一导电类型漂移耐压层(2-2)为均匀掺杂，掺杂浓度为d2，d2为3×1015-1×1018cm-3。
10、较为优化地，所述第一导电类型第二缓冲层(2-3)为渐变掺杂，掺杂浓度按照从第一导电类型漂移耐压层(2-2)向第一导电类型导通层(2-4)逐渐升高的趋势。
11、较为优化地，第一导电类型漂移耐压层(2-2)向第一导电类型导通层(2-4)生长时，掺杂浓度分布按照d(n)＝{(d4-d2)/t3}n+d2，其中0<n<t3。
12、较为优化地，所述第一导电类型导通层(2-4)为均匀掺杂，掺杂浓度为d4，d4为1×1016-1×1018cm-3。
13、本专利技术的有益效果：
14、本专利技术提供了一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构，在该专利技术中，通过制备一种多层外延结构，包括第一导电类型衬底和形成于第一导电类型衬底上的外延层，实现了对sic高压器件制造过程中的关键参数进行有效控制。本专利技术的关键在于将外延层调整为多层渐变和均匀耐压层的复合形式。这种复合形式不仅能够提升保障器件的耐压能力，还能够有效提升器件的制造良率，从而降低制造成本。通过优化外延结构，提高了器件的质量和稳定性，使其在高压环境下能够更加可靠地工作。这一技术突破为sic高压器件的大规模商业化应用提供了可靠的技术支持。
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1.一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：包括第一导电类型衬底(1)和形成于第一导电类型衬底(1)上的外延层(2)；外延层(2)包括形成于第一导电类型衬底(1)上的第一导电类型第一缓冲层(2-1)、形成于第一导电类型第一缓冲层(2-1)上的第一导电类型漂移耐压层(2-2)、形成于第一导电类型漂移耐压层(2-2)上的第一导电类型第二缓冲层(2-3)、形成于第一导电类型第二缓冲层(2-3)上的第一导电类型导通层(2-4)。
2.根据权利要求1所述的一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型衬底(1)的厚度为t0，t0为100-500μm，掺杂浓度为D0，D0为8×1018-5×1019cm-3；所述外延层(2)的厚度为T，T为10-85μm。
3.根据权利要求1所述的一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型第一缓冲层(2-1)的厚度为t1，t1＝15％T；所述第一导电类型漂移耐压层(2-2)的厚度为t2，t2＝80％T；所述第一导电类型第二缓冲层(2-3)的厚度为t3，0.5
4.根据权利要求3所述的一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型第一缓冲层(2-1)为渐变掺杂，掺杂浓度按照从第一导电类型衬底(1)向漂移第一导电类型漂移耐压层(2-2)逐渐降低的趋势。
5.根据权利要求4所述的一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：第一导电类型衬底(1)向漂移第一导电类型漂移耐压层(2-2)生长时，掺杂浓度分布按照D(m)＝{(D2-D0)/t1}m+D0，其中0<m<t1。
6.根据权利要求3所述的一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型漂移耐压层(2-2)为均匀掺杂，掺杂浓度为D2，D2为3×1015-1×1018cm-3。
7.根据权利要求3所述的一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型第二缓冲层(2-3)为渐变掺杂，掺杂浓度按照从第一导电类型漂移耐压层(2-2)向第一导电类型导通层(2-4)逐渐升高的趋势。
8.根据权利要求7所述的一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：第一导电类型漂移耐压层(2-2)向第一导电类型导通层(2-4)生长时，掺杂浓度分布按照D(n)＝{(D4-D2)/t3}n+D2，其中0<n<t3。
9.根据权利要求3所述的一种提升SiC高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型导通层(2-4)为均匀掺杂，掺杂浓度为D4，D4为1×1016-1×1018cm-3。
...【技术特征摘要】
1.一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：包括第一导电类型衬底(1)和形成于第一导电类型衬底(1)上的外延层(2)；外延层(2)包括形成于第一导电类型衬底(1)上的第一导电类型第一缓冲层(2-1)、形成于第一导电类型第一缓冲层(2-1)上的第一导电类型漂移耐压层(2-2)、形成于第一导电类型漂移耐压层(2-2)上的第一导电类型第二缓冲层(2-3)、形成于第一导电类型第二缓冲层(2-3)上的第一导电类型导通层(2-4)。
2.根据权利要求1所述的一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型衬底(1)的厚度为t0，t0为100-500μm，掺杂浓度为d0，d0为8×1018-5×1019cm-3；所述外延层(2)的厚度为t，t为10-85μm。
3.根据权利要求1所述的一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型第一缓冲层(2-1)的厚度为t1，t1＝15％t；所述第一导电类型漂移耐压层(2-2)的厚度为t2，t2＝80％t；所述第一导电类型第二缓冲层(2-3)的厚度为t3，0.5％t<t3<5％t；所述第一导电类型导通层(2-4)的厚度为t4。
4.根据权利要求3所述的一种提升sic高压器件生产良率的多层外延结构，其特征在于：所述第一导电类型第一缓冲层(2-1)为渐变掺杂，掺杂浓度按...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏华秋，焦伟，黄嘉丽，吕科锐，王旭，
申请(专利权)人：江苏东海半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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