碳化硅基集成半导体器件及其制备方法技术

技术编号:43472535 阅读:17 留言:0更新日期:2024-11-27 13:11
本发明专利技术涉及半导体技术领域,公开了碳化硅基集成半导体器件及其制备方法。碳化硅基集成半导体器件包括:衬底层、外延层、第一掺杂区、第二掺杂区、第三掺杂区、栅氧化层、栅极、势垒金属层、发射极和集电极,势垒金属层设置在外延层背离衬底层的一侧表面,势垒金属层与外延层和第二掺杂区相接触以形成肖特基接触;发射极与外延层与第三掺杂区相对远离栅氧化层的一侧相连接以形成欧姆接触,发射极与栅氧化层和栅极隔离设置。在碳化硅外延层上将IGBT芯片和SBD芯片高效融合集成为一颗芯片,利用SBD芯片低正向阻抗、开关时延短的性能,无须进行模块合封即可高效实现IGBT的功能,提升开关速度,有效减少IGBT芯片承受的正反向电流冲击和饱和压降。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,具体涉及一种碳化硅基集成半导体器件及其制备方法


技术介绍

1、绝缘栅双极晶体管(insulate gate bipolar transistor,igbt)结合了金属氧化物半导体场效应晶体管的高输入阻抗和双极性器件的高电流密度的优点,在半导体功率器件领域具有很大优势。硅基igbt的最大电压接近硅器件的极限,但是频率和工作温度也极大地限制了硅基igbt在这些领域的进一步发展。碳化硅(sic)作为新型宽禁带半导体材料,因其出色的物理、化学和电性能,在大功率半导体器件上具有广阔应用前景。

2、在实际应用中,igbt需要反并联二极管来处理反向电流,硅基igbt常采用体二极管来降低寄生电感,起到续流作用;但是对于碳化硅igbt,其材料带隙较宽,体二极管开启电压远高于硅基igbt,导通损耗大,碳化硅igbt的饱和压降高,在开关过程中电流冲击大,器件可靠性难以保证。


技术实现思路

1、有鉴于此,本专利技术提供了一种碳化硅基集成半导体器件及其制备方法,以解决igbt器件导通损耗大、饱和压降本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,所述发射极与所述势垒金属层相连接,且覆盖所述势垒金属层。

3.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,还包括:

4.根据权利要求3所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,所述第一子掺杂区和所述第二子掺杂区的掺杂浓度范围为1E14cm-3~1E20cm-3。

5.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,还包括:

6.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,还包括:

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【技术特征摘要】

1.一种碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,所述发射极与所述势垒金属层相连接,且覆盖所述势垒金属层。

3.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,还包括:

4.根据权利要求3所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,所述第一子掺杂区和所述第二子掺杂区的掺杂浓度范围为1e14cm-3~1e20cm-3。

5.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,还包括:

6.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,还包括:

7.根据权利要求1所述的碳化硅基集成半导体器件,其特征在于,所述外延层包括中部区域和边缘区域,所述中部区域包括所述第一掺杂区、一部分所述第二掺杂区和一部分所述外延层,所述边缘区域包括另一部分所述第二掺杂区和另一部分所述外延层;所述第二掺杂区包括多个相互间隔的条状区域。

8.一种碳化硅基集成半导体器件的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的碳化硅基集成半导体器件的制备方法,其特征在于,在步骤在所述第一掺杂区内形成第二导电类型的第三掺杂区之后,且在步骤在所述外延层背离所述衬底层的一侧表面形成栅氧化层之前,还包括:

【专利技术属性】
技术研发人员:陈德朋蒋正勇
申请(专利权)人:苏州德信芯片科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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