[发明专利]SiC半导体功率器件

说明书

背景技术

碳化硅（SiC）由于SiC的高导热性和宽带隙而被广泛用于高温/高电压半导体电子装置。特定的接通状态电阻R_on x A是SiC功率半导体器件的一个关键参数。希望改进SiC垂直功率半导体器件的特定接通状态电阻R_on x A。

发明内容

根据垂直半导体功率器件的一个实施例，所述垂直半导体功率器件包括SiC半导体主体。SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。所述垂直半导体功率器件还包括处于SiC半导体主体的第一侧的第一接触件和处于SiC半导体主体的第二侧的第二接触件。第一侧与第二侧相对。第一接触件与第二接触件之间的电流路径包括至少一个石墨烯层。

根据垂直半导体功率器件的另一个实施例，所述垂直半导体功率器件包括SiC半导体主体。SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。所述垂直半导体功率器件还包括处于SiC半导体主体的第一侧的第一接触件和处于SiC半导体主体的第二侧的第二接触件。第一侧与第二侧相对。所述垂直半导体功率器件还包括处于第一侧的侧向（lateral）沟道区段。所述侧向沟道区段包括至少一个石墨烯层。

根据垂直半导体功率器件的另一个实施例，所述垂直半导体功率器件包括SiC半导体主体。SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。所述垂直半导体功率器件还包括处于SiC半导体主体的第一侧的第一接触件和处于SiC半导体主体的第二侧的第二接触件。第一侧与第二侧相对。所述垂直半导体功率器件还包括从第二侧延伸到SiC半导体主体中的多条沟槽。在所述多条沟槽的侧壁的至少一部分上设置至少一个石墨烯层。

根据侧向半导体功率器件的一个实施例，所述侧向半导体功率器件包括SiC半导体主体。SiC半导体主体的至少一部分构成一个漂移区。所述侧向半导体功率器件还包括处于SiC半导体主体的第一侧的源极接触件和处于SiC半导体主体的第一侧的漏极接触件。所述沟道区段包括至少一个石墨烯层。所述侧向半导体功率器件被配置成阻断至少500V的反向电压，并且在主体区段与漏极接触件之间具有至少5μm的侧向距离。

在阅读下面的详细描述时以及在查看附图时，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。

附图说明

附图被包括以提供对本发明的进一步理解并且被合并到本说明书中并且构成其一部分。附图示出了本发明的实施例并且与描述一起用来解释本发明的原理。将容易认识到本发明的其他实施例以及本发明的许多意定优点，因为它们通过参照下面的详细描述而变得更好理解。附图的元件不一定是相对于彼此按比例绘制的。相同的附图标记指代相应的类似部件。除非它们彼此排斥，否则所示出的各个实施例的特征可以相组合。在附图中描绘并且在下面的描述中详述实施例。

图1是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其沿着处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径包括至少一个石墨烯层。

图2A是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其包括处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径，其中被设置在从第二侧延伸到半导体主体中的沟槽的侧壁处的至少一个石墨烯层构成所述电流路径的一部分。

图2B是图2中所示的SiC垂直半导体功率器件的第二侧的一个实施例的示意性平面图。

图3是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其在SiC半导体主体的一个多孔部分内的空隙表面处包括至少一个石墨烯层，其中所述至少一个石墨烯层构成处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径的一部分。

图4是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其包括处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径，其中处于第一侧的至少一个石墨烯层构成一个沟道区段。

图5是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其包括处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径，其中至少一个石墨烯层构成处于第一侧的侧向沟道区段以及漂移区的一部分。

图6是SiC垂直半导体功率器件的一个实施例的示意图，其包括处于半导体主体的第一侧的第一接触件与处于半导体主体的第二侧的第二接触件之间的电流路径，其中被设置在第一和第二沟槽的侧壁处的至少一个石墨烯层构成所述电流路径的一部分。