[發明專利]高溫應用碳化硅場效應晶體管及其使用和制造方法

無效

• 申請號: 00806545.4
• 申請日: 2000-04-20
• 公開（公告）號: CN1347570A
• 公開（公告）日: 2002-05-01
• 發明（設計）人: 安德瑞·康斯坦特諾夫;克里斯托弗·哈里斯;蘇珊·薩維奇
• 申請（專利權）人: 阿克里奧股份公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/24;H01L21/336
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王永剛

1、高溫應用的SiC場效應晶體管，具有源區層(4，4’)、漏區層(5，5’)、用于在源區層和漏區層之間傳導電流的輕摻雜溝道區層(6，7)、設置成通過改變所施加的電壓來控制溝道區層導電特性的柵極(12)、和設置有柵極的前表面(14)，其特征在于：源區層、漏區層和溝道區層與所述前表面垂直分開，在晶體管工作時用于減小所述前表面的電場，所述晶體管包括使源區層(4，4’)和漏區層(5，5’)與所述前表面(14)分開并根據與源區層和漏區層相同的第一導電類型輕摻雜的第一層(7)。

2、根據權利要求1的晶體管，其特征在于所述第一層(7)的摻雜濃度低于10¹⁶cm^-3，優選低于2×10¹⁵cm^-3。

3、根據權利要求1或2的晶體管，其特征在于柵極(12)設置在所述前表面(14)上。

4、根據權利要求3的晶體管，其特征在于柵極(12)通過絕緣層(13)與輕摻雜第一層(7)分開。

5、根據權利要求1-4任一個的晶體管，其特征在于源區層(4)和漏區層(5)都被掩埋在SiC外延層中并橫向分開，用于形成橫向即水平場效應晶體管。

6、根據權利要求5的晶體管，其特征在于根據與第一導電類型相反的第二導電類型輕摻雜的第二SiC層(3)設置在源區層(4)和漏區層(5)下面，用于影響設置于其上的溝道區層(6、7)。

7、根據權利要求6的晶體管，其特征在于柵極(12)和所述第二層(13)設置成分別從上面和下面影響溝道區層。

8、根據權利要求6或7的晶體管，其特征在于源區層(4)和漏區層(5)被部分所述第二層(3)分開。

9、根據權利要求6或7的晶體管，其特征在于源區層(4)和漏區層(5)被摻雜濃度比設置在其上的所述第一層的其余部分高的所述第一層的一部分(6)分開。

10、根據權利要求6-9任一個的晶體管，其特征在于所述第一層(7)適于包括溝道區層。

11、根據權利要求1-4任一個的晶體管，其特征在于源區層(4’)和漏區層之一被掩埋在SiC外延層(7)中，而另一個(5’)設置在與所述前表面(14)相反的晶體管背面(18)上，用于垂直分開源區層和漏區層，以便形成垂直場效應晶體管。

12、根據權利要求11的晶體管，其特征在于源區層和漏區層的所述被掩埋的一層(4’)有被根據第一導電類型輕摻雜的SiC層(7)橫向分開的部分，用于形成在所述部分之間延伸的從源區層(4’)到漏區層(5’)的垂直溝道。

13、根據權利要求12的晶體管，其特征在于在所述部分下面的源區層和漏區層的被掩埋的一層(4’)下面設置根據第二導電類型摻雜的第三層(16)，用于影響其間形成的垂直溝道。

14、根據權利要求1-13任一個的晶體管，其特征在于所述第一導電類型是n型。

15、根據權利要求1-13任一個的晶體管，其特征在于所述第一導電類型是p型。

16、根據權利要求1-15任一個的晶體管，其特征在于它適于在增強模式或耗盡模式下運行。

17、根據權利要求1-16任一個的晶體管，其特征在于柵極(12)由催化金屬制成，而且暴露于所述前表面上以便吸收特定氣體原子/分子，用于影響柵極的電壓和容許晶體管用做氣體傳感器。

18、根據權利要求17的晶體管，其特征在于催化柵金屬適于使碳氫化合物分解并吸收氫。

19、根據權利要求1-18任一個的晶體管檢測氣氛中的氣體成分的應用，通過插在機動車發動機汽缸排放的氣流中來檢測所通過的排放氣體的成分。

20、根據權利要求1-18任一個的高溫應用SiC場效應晶體管的制造方法，其特征在于，在第一步驟中，利用向外延生長的層中注入摻雜劑或利用外延生長同時輸送摻雜劑，然后在第二步驟中，在其頂部外延再生長SiC的輕摻雜層(7)，由此制造被掩埋在外延生長的SiC層中的源區層(4)和/或漏區層(5)。