[發明專利]用于碳化硅器件的擴散結終端結構及制造并入其的碳化硅器件的方法

有效

• 申請號: 201710224291.6
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN107093554B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 張清純;A.K.阿加瓦爾;T.S.蘇達尚;A.波羅特尼科夫
• 申請（專利權）人: 克里公司;南卡羅來納州大學
• 主分類號: H01L21/266
• 分類號: H01L21/266;H01L21/223;H01L29/06;H01L29/861;H01L29/872
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 秦琳;姜甜

1.一種形成用于電子器件的結終端擴展的方法，所述方法包括：

在鄰近主結區域的半導體層上形成掩模，所述半導體層具有第一傳導類型且所述掩模包括多個開口，其中，所述掩模包括多個區段，所述多個區段包括最靠近所述主結區域的第一區段和比所述第一區段更遠離所述主結區域的第二區段，其中在第一區段中，相鄰開口之間的間隔Lnd隨著距所述主結區域的距離而保持不變且所述開口的橫向寬度Ld隨著距所述主結區域的距離而減小，以及其中在第二區段中，相鄰開口之間的間隔Lnd隨著距所述主結區域的距離而增大，而所述開口的橫向寬度Ld隨著距所述主結區域的距離而保持不變；

在所述半導體層中提供第二傳導類型的摻雜物的源；

將所述第二傳導類型的摻雜物擴散到所述半導體層中以在所述半導體層中形成與所述掩模開口的各個掩模開口相對應的摻雜區域，其中當使在所述半導體層中的、與所述掩模開口中的各個掩模開口相對應的摻雜物峰靠近所述半導體層表面時所述摻雜區域進行合并；以及

去除包括摻雜物峰的所述半導體層的近表面區域。

2.如權利要求1所述的方法，其中，所述掩模開口具有暴露半導體層的部分表面且隨著距主結區域的橫向距離而變小的各個區。

3.如權利要求1所述的方法，其中，所述摻雜區域在所述半導體層中提供擴散結終端區域，其具有隨著距主結區域的距離而減小的橫向摻雜梯度。

4.如權利要求1所述的方法，其中，所述半導體層包括碳化硅層。

5.如權利要求4所述的方法，其中，去除所述碳化硅層的近表面區域包括從包含所述摻雜物峰的所述碳化硅層中去除材料。

6.如權利要求4所述的方法，其中，擴散所述第二傳導類型的摻雜物包括在超過1800℃的溫度處對包含第二傳導類型的摻雜物的碳化硅層進行退火。

7.如權利要求6所述的方法，進一步包括在碳化硅層上形成石墨蓋層，其中，對所述碳化硅層進行退火包括對所述碳化硅層和所述石墨蓋層進行退火。

8.如權利要求4所述的方法，其中，在去除所述摻雜物擴散峰后，所述碳化硅層中的第二傳導類型的摻雜物的峰電荷為1x10¹⁴cm^-2或更低。

9.如權利要求4所述的方法，其中，所述結終端區域具有在遠離所述主結區域的橫向方向中降低的峰摻雜物濃度。

10.如權利要求4所述的方法，其中，第二傳導類型的摻雜物的源在所述碳化硅層中在對應于所述多個開口的位置處提供峰摻雜物的多個濃度。

11.如權利要求1所述的方法，其中，Ld在第一區段中從2.5μm變化到1μm。

12.如權利要求1所述的方法，其中，Lnd在第一區段中為2μm。

13.如權利要求1所述的方法，其中，所述掩模包括比第二區段更遠離所述主結區域的第三區段，且其中在第三區段中，所述開口的橫向寬度Ld隨著距所述主結的距離而保持不變，且相鄰開口之間的間隔Lnd隨著距所述主結區域的距離而按照漸增的量增加。

14.如權利要求1所述的方法，其中，提供第二傳導類型的摻雜物的源包括將第二傳導類型的摻雜物注入到所述半導體層中。

15.如權利要求1所述的方法，其中，所述半導體層包括碳化硅層，且其中提供第二傳導類型的摻雜物的源包括鄰近所述半導體層提供第二傳導摻雜物的擴散源，以使所述擴散源中的第二傳導摻雜物擴散到所述半導體層中。

16.如權利要求15所述的方法，其中，所述掩模包括石墨薄膜。