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专利号: 2016105258273
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种低功耗4H-SiC电压控制型功率半导体器件,包括外延层(12)与氧化层(11),其特征在于,外延层(12)表面下有一层氮注入层;在外延层(12)表面下有一层三价元素的扩散层;氮在外延层(12)表面下的注入深度为18-20nm;三价元素为铝,三价元素铝在外延层(12)中的扩散深度为10-20nm;

上述器件采用以下步骤制成,

A、选择N型或P型的4H-SiC外延片,采用高温扩散工艺将三价元素铝植入到4H-SiC外延层(12)表面,在外延片上形成高斯分布的扩散层;铝原子在外延层(12)中的浓度呈高斯分

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布,峰值浓度范围为2×10 -1×10 cm ,深度范围为10-20nm,并且同时生长的氧化层(11)为掺铝的SiO2;

B、利用干法刻蚀工艺减薄高温扩散工艺所生长的氧化层(11),精确控制刻蚀后的氧化层(11)厚度为18-20nm;

C、对减薄后的4H-SiC晶片进行退火,采用离子注入工艺将五价元素氮植入到外延层(12)与氧化层(11)的界面,形成氮注入层,氮在外延层(12)表面下的注入深度为18-20nm;

D、利用干氧氧化工艺将氧化层(11)生长至所需要的厚度,厚度为46-50nm;

E、退火后,在4H-SiC晶片上镀上金属层,并采用剥离工艺形成金属电极,随后用快速退火的方法形成性能良好的欧姆接触。

2.一种低功耗4H-SiC电压控制型功率半导体器件的制备方法,其特征在于:A、选择N型或P型的4H-SiC外延片,采用高温扩散工艺将三价元素铝植入到4H-SiC外延层(12)表面,在外延片上形成高斯分布的扩散层;铝原子在外延层(12)中的浓度呈高斯分布,峰值浓度范围为2×1017-1×1018cm-3,深度范围为10-20nm,并且同时生长的氧化层(11)为掺铝的SiO2;

B、利用干法刻蚀工艺减薄高温扩散工艺所生长的氧化层(11),精确控制刻蚀后的氧化层(11)厚度为18-20nm;

C、对减薄后的4H-SiC晶片进行退火,采用离子注入工艺将五价元素氮植入到外延层(12)与氧化层(11)的界面,形成氮注入层,氮在外延层(12)表面下的注入深度为18-20nm;

D、利用干氧氧化工艺将氧化层(11)生长至所需要的厚度,厚度为46-50nm;

E、退火后,在4H-SiC晶片上镀上金属层,并采用剥离工艺形成金属电极,随后用快速退火的方法形成性能良好的欧姆接触。

3.根据权利要求2所述的一种低功耗4H-SiC电压控制型功率半导体器件的制备方法,其特征在于,步骤A的扩散温度在1500℃~1800℃之间。