[实用新型]电子器件以及半导体器件

说明书

本公开涉及电子器件以及半导体器件。一种电子器件，包括：肖特基二极管，其包括：具有第一导电性类型的SiC的实心主体；在实心主体的第一侧处的注入区域，注入区域包括不同于第一导电性类型的第二导电性类型的掺杂剂种类物，注入区域在实心主体中从第一侧开始在深度上延伸，并且注入区域具有与实心主体的第一侧共面的顶表面；以及欧姆接触区域，欧姆接触区域包括具有石墨烯、石墨、或石墨烯和石墨的组合的一个或多个富碳层，并且欧姆接触区域在注入区域中延伸。本公开的实施例特别有利于高频应用。

技术领域

本公开涉及电子器件以及半导体器件。特别地，本公开关于一种用于掺杂的激活、以及同时地用于在SiC电子器件中的欧姆接触形成的方法。

背景技术

已知的是，半导体材料呈现宽带隙，特别是高于1.1eV的带隙能量值Eg、低接通状态电阻(R_ON)、高热导率值、高工作频率以及电荷载流子的高饱和率。针对生产电子组件，诸如二极管或晶体管，特别是针对功率应用，半导体材料是理想的。具有这些特性并且被设计用于电子组件的制造的材料是碳化硅(SiC)。特别地，关于先前列出的性质，在其不同多型体中的碳化硅(例如，3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC)比硅更优选。

与在硅衬底上提供的类似器件相比，在碳化硅衬底上提供的电子器件呈现许多优势，例如低传导输出电阻、低泄漏电流、高工作温度以及高工作频率。特别地，SiC肖特基二极管已示出更高的开关性能，这使得SiC电子器件特别有利于高频应用。当前的应用在电性质上以及也在器件的长期可靠性上加以要求。

图1以横截面视图示出了在X、Y、Z轴的笛卡尔(三轴)参考系统中的已知类型的合并式PiN肖特基(MPS)器件1。

MPS器件1包括：N型的SiC的衬底3，具有第一掺杂浓度，被提供有与表面3b相对的表面3a，并且具有大约350μm的厚度；漂移层(以外延方式生长)2，由N型的SiC制成，具有比第一掺杂浓度低的第二掺杂浓度，在衬底3的表面3a上延伸，并且具有被包括在5与15μm之间的厚度；欧姆接触区域6(例如，硅化镍的欧姆接触区域)，在衬底3的表面3b上延伸；阴极金属化层16，在欧姆接触区6上延伸；阳极金属化层8，在漂移层2的顶表面2a上延伸；在漂移层2中的多个结-势垒(JB)元件9，面对漂移层2的顶表面2a，并且每个结-势垒(JB)元件9包括相应的P型的注入区9′和金属材料的欧姆接触9″；以及边缘末端区域或保护环10(可选的)，特别是P型的注入区域，其完全包围JB元件9。

肖特基二极管12被形成在漂移层2与阳极金属化层8之间的交界面处。特别地，肖特基结(在半导体与金属之间)由与阳极金属化层8的相应部分直接电接触件的漂移层2的部分形成。

包括JB元件9和肖特基二极管12的MPS器件1的区域(即，包含在保护环10内的区域)是MPS器件1的有源区4。

用于制造图1的MPS器件1的步骤设想具有第二导电性类型(P)的掺杂剂种类物(例如，硼或铝)的掩模注入的步骤，从而形成注入区域9′和边缘末端区域10。然后，热退火的步骤被执行以使能因此注入的掺杂剂种类物的扩散和激活。热退火例如在高于1600℃的温度(例如，在1700℃和1900℃之间并且在一些情况中甚至更高)处被执行。在热处理之后，注入区域9′具有大约被包括在1·10¹⁷atoms/cm³和1·10²⁰atoms/cm³之间的掺杂剂种类物的浓度。

然后额外步骤被执行以用于欧姆接触9″的形成，额外步骤包括仅在注入区域9′处的镍的沉积，特别是使用氧化硅掩模覆盖漂移层2的表面区域，而不是覆盖注入区域9′。通过在沉积的镍与漂移层2的硅之间的化学反应，随后的热退火在高温处(在900℃和1000℃之间持续从1分钟到120分钟的时间间隔)使能硅化镍欧姆接触9″的形成。实际上，沉积的镍与漂移层2的表面材料反应以形成Ni₂Si(即，欧姆接触)，而与掩模的氧化物接触件的镍则不反应。接下来，未反应的金属和掩模的去除的步骤被执行。