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寬帶隙單極/雙極晶體管的制作方法

文檔序號(hào):39900867發(fā)布日期:2024-11-05 17:06閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種功率半導(dǎo)體器件,包括:

2.如權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)包括大于約5x1014原子/cm3的第一導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度,以及其中漂移區(qū)中的第二導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度小于第一導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度。

3.如權(quán)利要求1所述的功率半導(dǎo)體器件,其中第一接觸件和第二接觸件位于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的相反的第一表面和第二表面上,以及其中漂移區(qū)還包括與第一表面和第二表面間隔開(kāi)的多個(gè)離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)。

4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,還包括:

5.如權(quán)利要求4所述的功率半導(dǎo)體器件,其中半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)還包括:

6.如權(quán)利要求5所述的功率半導(dǎo)體器件,其中半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)還包括:

7.如權(quán)利要求6所述的功率半導(dǎo)體器件,其中半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)還包括:

8.如權(quán)利要求3至7中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括具有比漂移區(qū)更高的摻雜劑濃度的第一導(dǎo)電類型和/或第二導(dǎo)電類型的多個(gè)摻雜區(qū)。

9.如權(quán)利要求3至7中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括漂移區(qū)的晶格中的缺陷。

10.如權(quán)利要求9所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括氬和/或氫。

11.如權(quán)利要求3至10中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)位于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的第一表面與第二表面之間限定的厚度的約15%至約85%的深度處。

12.如權(quán)利要求2至11中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)中的摻雜劑的第一濃度約為5x1014至5x1017原子/cm3。

13.一種功率半導(dǎo)體器件,包括:

14.如權(quán)利要求13所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)被配置為在電流密度閾值以下提供第一接觸件和第二接觸件之間的單極傳導(dǎo),以及在電流密度閾值以上提供第一接觸件和第二接觸件之間的雙極傳導(dǎo)。

15.如權(quán)利要求13所述的功率半導(dǎo)體器件,其中半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)還包括:

16.如權(quán)利要求15所述的功率半導(dǎo)體器件,其中半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)還包括:

17.如權(quán)利要求16所述的功率半導(dǎo)體器件,其中半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)還包括第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)和與第一表面相鄰的第二導(dǎo)電類型的阱區(qū),以及第一接觸件和第二接觸件包括第一表面上的源極接觸件和第二表面上的漏極接觸件。

18.如權(quán)利要求17所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)包括寬帶隙半導(dǎo)體材料,以及還包括:

19.如權(quán)利要求13至18中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)還包括與相反的第一表面和第二表面間隔開(kāi)的多個(gè)離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)。

20.如權(quán)利要求19所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括具有比漂移區(qū)更高的摻雜劑濃度的第一導(dǎo)電類型和/或第二導(dǎo)電類型的多個(gè)摻雜區(qū)。

21.如權(quán)利要求19所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括漂移區(qū)的晶格中的缺陷。

22.如權(quán)利要求21所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括氬和/或氫。

23.如權(quán)利要求19所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)位于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的第一表面與第二表面之間限定的厚度的約15%至約85%的深度處。

24.如權(quán)利要求13至23中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)中的摻雜劑的第一濃度約為5x1014至5x1017原子/cm3。

25.一種功率半導(dǎo)體器件,包括:

26.如權(quán)利要求25所述的功率半導(dǎo)體器件,其中半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)還包括第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)和與第一表面相鄰的第二導(dǎo)電類型的阱區(qū),以及第一接觸件和第二接觸件包括第一表面上的源極接觸件和第二表面上的漏極接觸件。

27.如權(quán)利要求26所述的功率半導(dǎo)體器件,還包括:

28.如權(quán)利要求27所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)位于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的第一表面與第二表面之間限定的厚度的約15%至約85%的深度處。

29.如權(quán)利要求25至28中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)橫向彼此間隔開(kāi)約0.2μm至約2.0μm的間距。

30.如權(quán)利要求25至29中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括具有比漂移區(qū)更高的摻雜劑濃度的第一導(dǎo)電類型和/或第二導(dǎo)電類型的多個(gè)摻雜區(qū)。

31.如權(quán)利要求25至29中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括漂移區(qū)的晶格中的缺陷。

32.如權(quán)利要求31所述的功率半導(dǎo)體器件,其中離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)包括氬和/或氫。

33.如權(quán)利要求26至32中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,還包括:

34.如權(quán)利要求33所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)包括寬帶隙半導(dǎo)體材料。

35.如權(quán)利要求34所述的功率半導(dǎo)體器件,還包括:

36.如權(quán)利要求25至35中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)包括約為5x1014至5x1017原子/cm3的第一導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度,以及其中漂移區(qū)中的第二導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度小于第一導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度。

37.如權(quán)利要求25至36中的任一項(xiàng)所述的功率半導(dǎo)體器件,其中漂移區(qū)被配置為在電流密度閾值以下提供第一接觸件和第二接觸件之間的多數(shù)載流子的單極傳導(dǎo),以及在電流密度閾值以上提供第一接觸件和第二接觸件之間的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子的雙極傳導(dǎo)。

38.一種制造功率半導(dǎo)體器件的方法,所述方法包括:

39.如權(quán)利要求38所述的方法,其中:

40.如權(quán)利要求39所述的方法,其中從第一表面執(zhí)行所述注入。

41.如權(quán)利要求39所述的方法,其中所述注入是在外延生長(zhǎng)過(guò)程的間歇期間執(zhí)行的。

42.如權(quán)利要求39所述的方法,還包括:

43.如權(quán)利要求39至42中的任一項(xiàng)所述的方法,其中所述離子包括第一導(dǎo)電類型和/或第二導(dǎo)電類型的摻雜劑,以及其中所述注入將離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)形成為具有比漂移區(qū)更高的摻雜劑濃度的多個(gè)摻雜區(qū)。

44.如權(quán)利要求39至42中的任一項(xiàng)所述的方法,其中所述離子包括中性物質(zhì),以及其中所述注入將離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)形成為漂移區(qū)的晶格中的缺陷。

45.如權(quán)利要求39至44中的任一項(xiàng)所述的方法,其中所述注入在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的第一表面和第二表面之間限定的厚度的約15%至約85%的深度處形成離散少數(shù)載流子復(fù)合位點(diǎn)。

46.如權(quán)利要求38至45中的任一項(xiàng)所述的方法,其中形成半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)還包括:

47.如權(quán)利要求46所述的方法,其中所述至少一個(gè)漏極間隙被配置為在電流密度閾值以下提供在半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)的相反的第一表面和第二表面上的第一接觸件和第二接觸件之間的單極傳導(dǎo),以及其中集電極區(qū)和場(chǎng)停止區(qū)之間的p-n結(jié)被配置為在電流密度閾值以上提供第一接觸件和第二接觸件之間的雙極傳導(dǎo)。

48.如權(quán)利要求46所述的方法,其中形成背側(cè)結(jié)構(gòu)包括:

49.如權(quán)利要求46所述的方法,其中形成背側(cè)結(jié)構(gòu)包括:

50.如權(quán)利要求38至49中的任一項(xiàng)所述的方法,其中漂移區(qū)包括約5x1014至5x1017原子/cm3的第一導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度,其中漂移區(qū)中的第二導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度小于第一導(dǎo)電類型的摻雜劑的濃度。


技術(shù)總結(jié)
一種功率半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu),該半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型的漂移區(qū)以及位于半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)上的第一接觸件和第二接觸件。漂移區(qū)包括寬帶隙半導(dǎo)體材料,以及被配置為在電流密度閾值以下提供第一接觸件和第二接觸件之間的單極傳導(dǎo),和在電流密度閾值以上提供第一接觸件和第二接觸件之間的雙極傳導(dǎo)。還討論了相關(guān)的器件和制造方法。

技術(shù)研發(fā)人員:T·E·哈靈頓三世
受保護(hù)的技術(shù)使用者:沃孚半導(dǎo)體公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2024/11/4
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