[發明專利]高電壓碳化硅半導體器件的環境堅固鈍化結構

有效

• 申請號: 200680050811.6
• 申請日: 2006-12-21
• 公開（公告）號: CN101356649A
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: A·沃德三世;J·P·亨寧
• 申請（專利權）人: 克里公司
• 主分類號: H01L29/24
• 分類號: H01L29/24;H01L21/314;H01L21/04
• 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: 秦晨

1.一種用于碳化硅中高電場半導體器件的改進的終止結構，包括：

用于高電場工作的基于碳化硅的器件；

所述器件中的有源區；

所述有源區的邊緣終止鈍化，其中所述邊緣終止鈍化包括，

位于所述器件的至少一些碳化硅部分上的氧化物層，用于滿足表面狀態和降低界面密度，

位于所述氧化物層上的氮化硅的非化學計量層，用于避免氫的結合且用于減小寄生電容和最小化捕獲，以及，

位于所述非化學計量層上的氮化硅的化學計量層，用于密封所述非化學計量層和所述氧化物層。

2.根據權利要求1的終止結構，包括碳化硅部分，其是單晶體并且具有選自下列組中的多型，該組包括碳化硅的3C，4H，6H和15R多型。

3.一種包括根據權利要求1的終止結構的半導體器件，所述器件選自下列組中，該組包括肖特基二極管、金屬氧化物半導體場效應晶體管、絕緣柵極雙極型晶體管、PIN二極管、雙極結型晶體管以及半導體閘流管。

4.一種根據權利要求3的肖特基二極管，其中所述有源區包括：

碳化硅外延層上的肖特基金屬；以及

支撐所述外延層的碳化硅襯底。

5.根據權利要求4的肖特基二極管，其中所述碳化硅外延層和所述碳化硅襯底都是n型；并且

所述肖特基金屬選自下列組中，該組包括鎳、鉻、鈦和鉑。

6.一種根據權利要求3的MOSFET，包括各個源極、柵極和漏極接觸；并且

所述邊緣終止鈍化與所述接觸中的至少一個相鄰。

7.一種根據權利要求6的p溝道MOSFET。

8.一種根據權利要求6的n溝道MOSFET。

9.一種根據權利要求3的雙極結型晶體管，包括各個基極、射極和集電極接觸，并且；

所述邊緣終止鈍化與所述接觸中的至少一個相鄰。

10.一種根據權利要求9的n-p-n雙極結型晶體管。

11.一種根據權利要求9的p-n-p雙極結型晶體管。

12.一種根據權利要求3的絕緣柵極雙極型晶體管，包括各個基極、射極和集電極接觸；并且

所述邊緣終止鈍化與所述接觸中的至少一個相鄰。

13.根據權利要求12的絕緣柵極雙極型晶體管，包括n型漂移區。

14.根據權利要求12的絕緣柵極雙極型晶體管，包括p型漂移區。

15.一種根據權利要求3的半導體閘流管，包括各個陽極、陰極和柵極接觸；并且

所述邊緣終止鈍化與所述接觸中的至少一個相鄰。

16.一種根據權利要求3的p-i-n二極管，包括各個陽極和陰極接觸；并且所述邊緣終止鈍化與所述陽極和陰極接觸中的至少一個相鄰。

17.根據權利要求1的終止結構，其中所述氧化物層是熱氧化層。

18.根據權利要求17的終止結構，其中所述熱氧化層是厚度為100至500埃的二氧化硅。

19.根據權利要求1的終止結構，其中所述非化學計量氮化硅層是無氫的。

20.根據權利要求1的終止結構，其中所述非化學計量氮化硅層為1000至2000埃厚。

21.根據權利要求1的終止結構，其中所述非化學計量氮化硅層具有1.85至1.95的折射率。

22.根據權利要求1的終止結構，其中所述化學計量氮化硅層是無氫的。