[發明專利]寬帶隙半導體器件和形成寬帶隙半導體器件的方法

有效

• 申請號: 201811609294.2
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN110034173B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: J.盧茨;R.魯普;H-J.舒爾策
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336;H01L29/861;H01L21/329
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周學斌;申屠偉進

1.一種寬帶隙半導體器件，其包括：

第一導電類型的第一摻雜區域；以及

第二導電類型的第二摻雜區域，

其中，所述第二摻雜區域的漂移部分具有低于1e17 cm^-3的第一平均凈摻雜濃度，

其中，所述第二摻雜區域的高摻雜部分具有高于5e18 cm^-3的第二平均凈摻雜濃度；以及

其中，所述第二摻雜區域的補償部分位于所述漂移部分與所述高摻雜部分之間，

其中，所述補償部分從具有高于1e16 cm^-3且低于1e17 cm^-3的凈摻雜濃度的補償部分的第一區帶延伸到具有高于5e18 cm^-3的凈摻雜濃度的補償部分的第二區帶，所述補償部分的第一區帶是所述補償部分朝向所述漂移部分的界面，而所述補償部分的第二區帶是所述補償部分朝向所述高摻雜部分的邊界；以及

其中，在補償部分（106）的從所述第二區帶朝向所述第一區帶延伸長達至少100 nm的至少一部分內的凈摻雜濃度的最大梯度低于5e22 cm^-4。

2.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述漂移部分的垂直延伸小于所述補償部分的第一區帶與所述補償部分的第二區帶之間的垂直距離的八倍。

3.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述漂移部分的垂直延伸大于所述補償部分的第一區帶與所述補償部分的第二區帶之間的垂直距離的三倍。

4.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述補償部分的垂直延伸大于1 μm且小于5 μm。

5.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述補償部分的垂直摻雜分布包括摻雜平臺，其中所述摻雜平臺具有少于1e21 cm^-4的凈摻雜濃度的平均梯度，并且其中所述摻雜平臺具有多于50 nm的垂直延伸。

6.根據權利要求5所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述垂直摻雜分布包括多個摻雜平臺，其中所述平臺中的至少一個的凈摻雜濃度的平均梯度少于5e20 cm^-4。

7.根據權利要求6所述的寬帶隙半導體器件，其中所述多個摻雜平臺占據所述補償部分的垂直延伸的多于50％，和/或所述多個摻雜平臺的平臺之間的過渡區帶占據所述補償部分的垂直延伸的少于50％。

8.根據權利要求6所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述摻雜分布包括具有高于1e18cm^-3的平均摻雜濃度的最高摻雜平臺，其中所述最高摻雜平臺是所述多個摻雜平臺中最靠近所述高摻雜部分定位的摻雜平臺。

9.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述補償部分內的凈摻雜濃度的梯度從所述補償部分內的凈摻雜濃度的平均梯度變化了少于30％。

10.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述補償部分內的第一導電類型的摻雜劑的最大摻雜濃度高于1e17 cm^-3。

11.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述補償部分內的全部摻雜原子的多于80％是氮原子。

12.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述寬帶隙半導體器件的電學元件結構的擊穿電壓高于100 V。

13.根據權利要求1所述的寬帶隙半導體器件，其中，所述第一摻雜區域是二極管的陽極區域、二極管的陰極區域、場效應晶體管的體區域和雙極型晶體管的基極區域之一。