SiC半导体功率器件制造技术

本发明专利技术涉及SiC半导体功率器件。一种半导体功率器件包括SiC半导体主体。所述SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。第一接触件处于SiC半导体主体的第一侧。第二接触件处于SiC半导体主体的第二侧。第一侧与第二侧相对。第一接触件与第二接触件之间的电流路径包括至少一个石墨烯层。

【技术实现步骤摘要】
SiC半导体功率器件
技术介绍
碳化硅(SiC)由于SiC的高导热性和宽带隙而被广泛用于高温/高电压半导体电子装置。特定的接通状态电阻Rm X A是SiC功率半导体器件的一个关键参数。希望改进SiC垂直功率半导体器件的特定接通状态电阻Rm X A0
技术实现思路
根据垂直半导体功率器件的一个实施例，所述垂直半导体功率器件包括SiC半导体主体。SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。所述垂直半导体功率器件还包括处于SiC半导体主体的第一侧的第一接触件和处于SiC半导体主体的第二侧的第二接触件。第一侧与第二侧相对。第一接触件与第二接触件之间的电流路径包括至少一个石墨烯层。根据垂直半导体功率器件的另一个实施例，所述垂直半导体功率器件包括SiC半导体主体。SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。所述垂直半导体功率器件还包括处于SiC半导体主体的第一侧的第一接触件和处于SiC半导体主体的第二侧的第二接触件。第一侧与第二侧相对。所述垂直半导体功率器件还包括处于第一侧的侧向(lateral)沟道区段。所述侧向沟道区段包括至少一个石墨烯层。根据垂直半导体功率器件的另一个实施例，所述垂直半导体功率器件包括SiC半导体主体。SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。所述垂直半导体功率器件还包括处于SiC半导体主体的第一侧的第一接触件和处于SiC半导体主体的第二侧的第二接触件。第一侧与第二侧相对。所述垂直半导体功率器件还包括从第二侧延伸到SiC半导体主体中的多条沟槽。在所述多条沟槽的侧壁的至少一部分上设置至少一个石墨烯层。根据侧向半导体功率器件的一个实施例，所述侧向半导体功率器件包括SiC半导体主体。SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。所述侧向半导体功率器件还包括处于SiC半导体主体的第一侧的源极接触件和处于SiC半导体主体的第一侧的漏极接触件。所述沟道区段包括至少一个石墨烯层。所述侧向半导体功率器件被配置成阻断至少500V的反向电压，并且在主体区段与漏极接触件之间具有至少5 y m的侧向距离。在阅读下面的详细描述时以及在查看附图时，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。附图说明附图被包括以提供对本专利技术的进一步理解并且被合并到本说明书中并且构成其一部分。附图示出了本专利技术的实施例并且与描述一起用来解释本专利技术的原理。将容易认识到本专利技术的其他实施例以及本专利技术的许多意定优点，因为它们通过参照下面的详细描述而变得更好理解。附图的元件不一定是相对于彼此按比例绘制的。相同的附图标记指代相应的类似部件。除非它们彼此排斥，否则所示出的各个实施例的特征可以相组合。在附图中描绘并且在下面的描述中详述实施例。图I是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其沿着处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径包括至少一个石墨烯层。图2A是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其包括处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径，其中被设置在从第二侧延伸到半导体主体中的沟槽的侧壁处的至少一个石墨烯层构成所述电流路径的一部分。图2B是图2中所示的SiC垂直半导体 功率器件的第二侧的一个实施例的示意性平面图。图3是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其在SiC半导体主体的一个多孔部分内的空隙表面处包括至少一个石墨烯层，其中所述至少一个石墨烯层构成处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径的一部分。图4是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其包括处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径，其中处于第一侧的至少一个石墨烯层构成一个沟道区段。图5是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其包括处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径，其中至少一个石墨烯层构成处于第一侧的侧向沟道区段以及漂移区的一部分。图6是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其包括处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径，其中被设置在第一和第二沟槽的侧壁处的至少一个石墨烯层构成所述电流路径的一部分。图7是SiC侧向半导体功率器件的一个实施例的示意图，其中至少一个石墨烯层构成侧向沟道区段。具体实施例方式在下面的详细描述中，参照形成本说明书的一部分的附图，在附图中通过说明的方式示出了其中可以实践本专利技术的特定实施例。在这方面，参照所描述的(一个或多个)附图的指向使用了诸如“顶部”、“底部”、“正面”、“背面”、“在前”、“在后”等等的方向术语。由于实施例的组件可以被定位在若干种不同的指向中，因此所述方向术语被用于说明的目的而绝非进行限制。要理解的是，在不背离本专利技术的范围的情况下可以利用其他实施例并且可以做出结构或逻辑上的改变。因此，不要将下面的详细描述视为限制意义，并且本专利技术的范围由所附权利要求书限定。下面描述若干个实施例。在这种情况下，完全相同的结构特征在各图中由完全相同或类似的附图标记标识。在本描述的上下文中，“侧向”或“侧向方向”应当被理解为意味着与半导体材料或半导体主体的侧向范围大体上平行地延伸的方向或范围。因此，侧向方向大体上与这些表面或侧面平行地延伸。与此相对，术语“垂直”或“垂直方向”被理解成意味着与这些表面或侧面且因此与侧向方向大体上正交地延伸的方向。因此，垂直方向在半导体材料或半导体载体的厚度方向上延伸。在本说明书中所采用的术语“耦合”和/或“电耦合”并不意味着所述元件必须直接耦合在一起——可以在“耦合”或“电耦合”的元件之间提供中间元件。下面描述包括功率半导体芯片的半导体器件。功率半导体芯片可以是不同类型，可以通过不同技术制造，并且可以包括例如集成的电气、电光或电机械电路或无源器件。功率半导体芯片可以包含并非半导体的无机和/或有机材料，诸如例如分立无源器件、天线、绝缘体、塑料或金属。此外，下面描述的器件可以包括另外的集成电路以控制功率半导体芯片的功率集成电路。功率半导体芯片可以包括功率MOSFET (金属氧化物半导体场效应晶体管)、DM0SFET (双扩散MOSFET)、IGBT (绝缘栅双极型晶体管)、JFET (结型栅场效应晶体管)、功率双极型晶体管或者功率二极管诸如功率肖特基(Schottky)二极管。更具体来说，涉及到具有垂直结构的功率半导体芯片，也就是说，所述功率半导体芯片(更具体来说是垂直功率半导体芯片)是按照使得电流可以在与功率半导体芯片的主表面正交的方向上流动的方式 而制造的。具有垂直结构的功率半导体芯片(即垂直功率半导体芯片)可以在其两个主表面上(也就是说在其顶侧或底侧，或者换句话说在其正面和背面上)具有诸如接触件之类的端子。举例来说，功率MOSFET的源极电极和栅极电极可以位于一个主表面上，而功率MOSFET的漏极电极可以被设置在另一个主表面上。所述接触件可以由铝、铜或任何其他适当材料制成。可以在功率半导体芯片的接触衬垫上施加一个或更多金属层。所述金属层例如可以由钛、镍钒、金、银、铜、钯、钼、镍、铬或任何其他适当材料制成。所述金属层不需要是均质的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直半导体功率器件，包括：SiC半导体主体，所述SiC半导体主体的至少一部分构成漂移区；处于SiC半导体主体的第一侧的第一接触件；处于SiC半导体主体的第二侧的第二接触件，第一侧与第二侧相对；以及第一接触件与第二接触件之间的包括至少一个石墨烯层的电流路径。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R鲁普，HJ舒尔策，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：