[發明專利]一種碳化硅功率器件的制備方法及碳化硅功率器件

在審

• 申請號: 202010672215.3
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN112002648A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 桑玲;田亮;夏經華;查祎英;張文婷;田麗欣;安運來;朱濤;牛喜平;羅松威;楊霏;吳軍民
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;國家電網有限公司;國網山東省電力公司泰安供電公司
• 主分類號: H01L21/56
• 分類號: H01L21/56;H01L29/06;H01L29/40
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，包括：

在半導體層(1)的正面形成場限環終端(4)；

采用熱氧化工藝在場限環終端(4)的正面以預設的生長溫度形成熱氧化層(5)；

在熱氧化層(5)的正面形成氧化層(6)。

2.根據權利要求1所述的碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，所述預設的生長溫度為1000℃～1500℃。

3.根據權利要求1所述的碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，所述在熱氧化層(5)的正面形成氧化層(6)，包括：

基于硅源和氧源，采用低壓化學氣相沉積工藝在熱氧化層(5)的正面以預設的生長溫度和預設的生長速率形成氧化層(6)。

4.根據權利要求1所述的碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，所述預設的生長溫度為500℃～900℃，所述預設的生長速率為2nm/min～20nm/min；

所述硅源和氧源均為正硅酸乙酯。

5.根據權利要求1所述的碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，所述在熱氧化層(5)的正面形成氧化層(6)之后，包括：

以700℃～1000℃的退火溫度對熱氧化層(5)和氧化層(6)進行高溫退火10min～50min。

6.根據權利要求1所述的碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，所述在熱氧化層(5)的正面形成氧化層(6)之后，包括：

采用金屬材料在半導體層(1)的背面淀積背面金屬，并在預設退火溫度、預設退火時間和退火氛圍下對背面金屬進行退火，形成背面電極(7)；

采用金屬材料在有源區(3)的正面淀積正面金屬，并在預設退火溫度、預設退火時間和退火氛圍對正面金屬進行退火，形成正面電極(8)；

采用絕緣材料在氧化層(6)的正面淀積鈍化層(9)。

7.根據權利要求6所述的碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，所述背面電極(7)和正面電極(8)采用的金屬材料均為鎢、鉻、鉑、鈦、銀、金、鋁、鎳和銅中的一種或幾種金屬；

所述鈍化層(9)采用的絕緣材料為二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氧化鑭、氧化鉿、硼磷硅玻璃BPSG、磷硅玻璃PSG或未摻雜硅玻璃USG。

8.根據權利要求6所述的碳化硅功率器件的制備方法，其特征在于，所述預設退火溫度為400℃～1100℃，預設退火時間為2min～30imn，所述退火氛圍為氮氣氛圍。

9.一種碳化硅功率器件，其特征在于，包括半導體層(1)、場限環終端(4)、熱氧化層(5)和氧化層(6)；

所述場限環終端(4)設置于半導體層(1)的正面，所述熱氧化層(5)設置于場限環終端(4)的正面，所述氧化層(6)設置于熱氧化層(5)的正面；

所述熱氧化層(5)采用熱氧化工藝在場限環終端(4)的正面以預設的生長溫度形成。

10.根據權利要求9所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述熱氧化層(5)的生長溫度為1000℃～1500℃，厚度為10nm～100nm。

11.根據權利要求9所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述氧化層(6)通過低壓化學氣相沉積工藝形成，其生長溫度為500℃～900℃，生長速率為2nm/min～20nm/min，厚度為0.3μm～2μm。

12.根據權利要求9所述的碳化硅功率器件，其特征在于，所述熱氧化層(5)和氧化層(6)均為二氧化硅。

13.根據權利要求9所述的碳化硅功率器件，其特征在于，還包括截止環(2)和有源區(3)；

所述截止環(2)和有源區(3)均設置于半導體層(1)的正面，且所述熱氧化層(5)和氧化層(6)均覆蓋截止環(2)。