[发明专利]一种半导体装置以及其制造方法有效
申请号: | 201410313059.6 | 申请日: | 2014-07-02 |
公开(公告)号: | CN104282574B | 公开(公告)日: | 2020-01-17 |
发明(设计)人: | A.V.博罗特尼科夫;P.A.罗西 | 申请(专利权)人: | 通用电气公司 |
主分类号: | H01L21/336 | 分类号: | H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06 |
代理公司: | 72001 中国专利代理(香港)有限公司 | 代理人: | 叶晓勇;姜甜 |
地址: | 美国*** | 国省代码: | 美国;US |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 半导体 装置 及其 制造 方法 | ||
1.一种半导体装置,包括:
碳化硅SiC漂移层,其安置在(0001)取向的SiC基底之上,其中所述SiC漂移层包括非平面表面,所述非平面表面包括具有沟槽的多个重复特征,所述多个重复特征平行于所述半导体装置的沟道的长度取向,并且其中所述沟道安置在所述SiC漂移层的特定晶面内,其中所述重复特征中的掺杂剂浓度在数值上小于或等于所述SiC漂移层的临界电荷的大约两倍除以所述重复特征的宽度。
2.根据权利要求1所述的装置,进一步包括非平面阱区,所述阱区以保角方式沿所述SiC漂移层的所述非平面表面的至少一部分安置。
3.根据权利要求2所述的装置,其中所述重复特征的深度小于或等于所述SiC漂移层的厚度的约10%。
4.根据权利要求2所述的装置,进一步包括:
非平面介电层,所述非平面介电层以保角方式安置在所述SiC漂移层的至少一部分以及所述阱区的一部分之上;以及
非平面栅极,所述非平面栅极以保角方式安置在所述非平面介电层的至少一部分之上。
5.根据权利要求1所述的装置,其中所述重复特征包括三角形特征。
6.根据权利要求5所述的装置,其中所述重复三角形特征将所述沟道的宽度增大了等于大约2a/b的值,其中a是所述重复三角形特征的侧面的长度,并且其中b是所述重复三角形特征的底座的长度或者所述重复三角形特征的间距。
7.根据权利要求5所述的装置,其中所述晶面是所述SiC漂移层的平面。
8.根据权利要求1所述的装置,其中所述重复特征包括矩形特征。
9.根据权利要求8所述的装置,其中所述重复矩形特征将所述沟道的宽度增大了等于大约(2a+b)/b的值,其中a是所述重复矩形特征的高度,并且其中b是所述重复矩形特征的间距。
10.根据权利要求8所述的装置,其中所述晶面是所述SiC漂移层的平面。
11.根据权利要求8所述的装置,其中所述晶面是所述SiC漂移层的平面。
12.根据权利要求1所述的装置,其中所述多个重复特征中的每个特征的掺杂剂浓度大于所述SiC漂移层的剩余部分中的掺杂剂浓度。
13.根据权利要求1所述的装置,其中半导体装置是格状半导体装置,其具有三角形、矩形或蜂窝式格状设计。
14.根据权利要求13所述的装置,其中所述半导体装置是格状半导体装置,其具有蜂窝式格状设计,并且其中所述沟道沿所述SiC漂移层的平面对齐。
15.一种半导体装置制造方法,所述方法包括:
在碳化硅SiC漂移层之上形成非平面表面,其中所述非平面表面包括具有沟槽的多个重复三角形或矩形特征,所述多个重复三角形或矩形特征具有沿所述SiC漂移层的平面、平面或平面取向的侧壁;
从所述SiC漂移层的所述非平面表面的至少一部分形成非平面阱区;以及
从所述非平面阱区的至少一部分形成非平面n+或p+区域,
其中所述多个重复三角形或矩形特征中的特定掺杂剂浓度在数值上小于或等于所述SiC漂移层的临界电荷的大约两倍除以所述重复特征的宽度。
16.根据权利要求15所述的方法,其中形成所述非平面表面包括使用防倾斜掩模技术、灰度光刻技术或其组合来形成所述非平面表面。
17.根据权利要求15所述的方法,进一步包括将所述多个重复三角形或矩形特征掺杂到特定掺杂剂浓度,所述特定掺杂剂浓度大于所述SiC漂移层的剩余部分中的掺杂剂浓度。
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