[發明專利]具有結終端擴展的半導體器件

有效

• 申請號: 201380025695.2
• 申請日: 2013-05-15
• 公開（公告）號: CN104303314B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: S.D.阿瑟;A.V.博洛特尼科夫;P.A.羅西;K.S.馬托查;R.J.賽亞;Z.M.斯塔姆;L.D.斯特瓦諾維奇;K.V.S.R.基肖爾;J.W.克雷奇默
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01L29/861
• 分類號: H01L29/861;H01L29/739;H01L29/06;H01L29/16;H01L21/266;H01L29/78
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 葉曉勇,劉春元

1.一種半導體器件(200)，包括：

包括碳化硅的襯底(202)；

布置在所述襯底(202)上的漂移層(214)，所述漂移層包括摻雜有第一(n型)摻雜劑類型的漂移層(214)，以具有第一導電類型；

與所述漂移層(214)相鄰以及接近所述漂移層(214)的表面(204)的第二區(216)，其中所述第二區(216)摻雜有第二(p型)摻雜劑類型，以具有第二導電類型；以及

與所述第二(阱)區(216)相鄰布置的結終端擴展(220)，其中所述結終端擴展(220)具有寬度w_jte且包括在第一方向和第二方向上被隔離且摻雜有變化濃度的第二(p型)摻雜劑類型的多個離散區(221)，以具有沿著遠離主阻斷結(230)的邊緣的方向減小的函數形式的第二導電類型的有效摻雜分布，其中所述寬度w_jte小于或等于一維耗盡寬度(W_{depl_1D})的寬度的五(5)倍的倍數，以及其中所述半導體器件(200)的電荷容差大于1.0x10¹³/cm²。

2.根據權利要求1所述的半導體器件(200)，其特征在于，所述結終端擴展(220)的有效摻雜分布是遠離所述主阻斷結(230)的邊緣的距離x的單調遞減函數N(x)。

3.根據權利要求2所述的半導體器件(200)，其特征在于，控制所述結終端擴展(220)的有效摻雜分布的所述單調遞減函數N(x)隨著x^1/2變化。

4.根據權利要求2所述的半導體器件(200)，其特征在于，控制所述結終端擴展(220)的有效摻雜分布的所述單調遞減函數是：

N(x)＝N_max+(N_min-N_max)(x/w_jte)^1/2,

其中N_max是所述主阻斷結(230)的邊緣處的平均摻雜劑濃度，以及

其中N_min是所述結終端擴展(220)的外邊緣(232)處的平均摻雜劑濃度。

5.根據權利要求1所述的半導體器件(200)，其特征在于，控制所述結終端擴展(220)的有效摻雜分布的單調遞減函數是：

N(x)＝N_max+(N_min-N_max)(x/w_jte)²,

其中N_max是所述主阻斷結(230)的邊緣處的平均摻雜劑濃度，以及

其中N_min是所述結終端擴展(220)的外邊緣(232)處的平均摻雜劑濃度。

6.根據權利要求1所述的半導體器件(200)，其特征在于，所述多個離散區(221)中的相鄰摻雜區被在0至2.5λ的范圍內的間隔與其最近的鄰居分離，所述λ為由微電子工藝步驟限制的最小塊尺寸。

7.根據權利要求6所述的半導體器件(200)，其特征在于，最小有效摻雜不小于全部結終端擴展劑量的15％。

8.根據權利要求1所述的半導體器件(200)，其特征在于，所述碳化硅襯底(202)具有n+導電類型，其中所述第一摻雜劑類型是n型，從而所述第一導電類型是n型，以及其中所述第二摻雜劑類型是p型，從而所述第二導電類型是p型。

9.根據權利要求1所述的半導體器件(200)，其特征在于，所述碳化硅襯底(202)具有p型導電類型，其中所述第一摻雜劑類型是n型，從而所述第一導電類型是n型，以及其中所述第二摻雜劑類型是p型，從而所述第二導電類型是p型。

10.根據權利要求1所述的半導體器件(200)，其特征在于，所述碳化硅襯底(202)具有n+型導電類型，其中所述第一摻雜劑類型是p型，從而所述第一導電類型是p型，以及其中所述第二摻雜劑類型是n型，從而所述第二導電類型是n型。