一种氮-磷共掺杂的SiC衬底或SiC外延片及其制备方法技术

本申请属于半导体材料技术领域，具体涉及一种氮‑磷共掺杂的SiC衬底或SiC外延片及其制备方法。本申请所述氮‑磷共掺杂的SiC衬底或SiC外延片，所述碳化硅衬底中磷原子的掺杂浓度大于氮原子的掺杂浓度；所述SiC外延片包括衬底层和SiC外延层，所述SiC外延层中磷原子的掺杂浓度大于氮原子的掺杂浓度；本申请所述氮‑磷共掺杂的SiC衬底或SiC外延片的制备方法，所述氮原子在SiC衬底单晶生长或SiC外延层生长阶段掺入，所述磷原子通过碳化硅单晶或碳化硅外延层晶格中的硅与中子俘获核反应转化进行掺杂。本申请的有益效果包括：本申请所述氮‑磷共掺杂的SiC衬底或SiC外延片制备方法具有工艺简单，掺杂均匀性高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于半导体材料，具体涉及一种氮-磷共掺杂的sic衬底或sic外延片及其制备方法。

技术介绍

1、碳化硅晶体(sic)是第三代宽禁带半导体材料，具有高击穿场强、高热导率、高电子饱和漂移速率等特性。碳化硅半导体器件的生产流程主要包括衬底制备、外延生长和器件制造等环节，其中衬底制备占总生产成本的47％，外延生长占总成本的23％，衬底制备和外延生长两个环节工艺复杂，良品率低，生产成本高。

2、碳化硅衬底分为导电型和绝缘型，其中导电型衬底又细分为n型和p型。n型碳化硅衬底通过引入施主杂质(氮和磷)，调控载流子浓度以优化导电性、击穿电压和开关性能，n型碳化硅衬底主要用于功率器件(如mosfet、肖特基二极管)，适用于新能源汽车、光伏逆变器、轨道交通等领域。

3、n型碳化硅衬底掺杂方式主要为高温原位掺杂，即在碳化硅晶体生长(如pvt法)过程中同步掺入价电子为5的元素(如氮和磷)。理论上n型碳化硅衬底原位掺杂可使用氮和磷作为掺杂元素，由于高温下磷在碳化硅中的扩散系数比氮低两个数量级，磷掺杂效率低、工艺设计难度大且生产成本高，因此氮掺杂成为主流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种氮-磷共掺杂的SiC衬底或SiC外延片，其特征在于，所述碳化硅衬底中磷原子的掺杂浓度大于氮原子的掺杂浓度；

2.根据权利要求1所述的氮-磷共掺杂的SiC衬底或SiC外延片，其特征在于，所述SiC衬底和所述SiC外延层中氮原子的掺杂浓度各自独立地为1013-1018atoms/cm3；所述SiC衬底和所述SiC外延层中磷原子的掺杂浓度各自独立地为1014-1019atoms/cm3；

3.根据权利要求1所述的氮-磷共掺杂的SiC衬底或SiC外延片，其特征在于，所述SiC衬底的晶型和所述SiC外延层的晶型各自独立地包括3C-SiC晶型、4H-SiC晶型和6H-...

【技术特征摘要】

1.一种氮-磷共掺杂的sic衬底或sic外延片，其特征在于，所述碳化硅衬底中磷原子的掺杂浓度大于氮原子的掺杂浓度；

2.根据权利要求1所述的氮-磷共掺杂的sic衬底或sic外延片，其特征在于，所述sic衬底和所述sic外延层中氮原子的掺杂浓度各自独立地为1013-1018atoms/cm3；所述sic衬底和所述sic外延层中磷原子的掺杂浓度各自独立地为1014-1019atoms/cm3；

3.根据权利要求1所述的氮-磷共掺杂的sic衬底或sic外延片，其特征在于，所述sic衬底的晶型和所述sic外延层的晶型各自独立地包括3c-sic晶型、4h-sic晶型和6h-sic晶型中的一种或多种；

4.权利要求1-3任一项所述氮-磷共掺杂的sic衬底或sic外延片的制备方法，其特征在于，所述氮原子在sic衬底单晶生长或sic外延层生长阶段掺入，所述磷原子通过碳化硅单晶或碳化硅外延层晶格中的硅与中子俘获核反应转化进行掺杂；

5.根据权利要求4所述氮-磷共掺杂的sic衬底或sic外延片的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(a)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏伟，吕建华，陈志国，
申请(专利权)人：深圳麒磷晶源半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：