[实用新型]复合SiC外延片以及半导体器件

说明书

本申请公开了一种复合SiC外延片以及半导体器件，所述复合SiC外延片包括：基于预设半导体衬底形成的第一SiC层，所述第一SiC层为多晶SiC外延层；键合在所述第一SiC外延层表面上的第二SiC层，所述第二SiC层为单晶SiC薄片。本申请技术方案提供了一种复合式SiC外延片，在多晶SiC外延层上键合单晶SiC薄片，通过对高质量单晶SiC薄片的有效利用，达到降低材料成本，提高产出质量，提升供应安全性的目的。

技术领域

本申请涉及半导体器件技术领域，更具体的说，涉及一种复合SiC外延片以及半导体器件。

背景技术

在碳中和的大背景下，电动汽车、轨道交通以及大规模长距离输电等大功率电力电子技术成为了国家重要的战略技术发展方向。传统的电力电子器件主要基于Si材料发展而来，但因其材料本身物理性质的限制，在走向650V、1200V等大电压大功率应用场景时，基于Si材料的器件出现了可靠性不足、体积大以及能耗高等问题。当应用场景逐步走向万伏级别应用时，Si材料已经无法跟上需求，因此，需要一种具备更加宽的禁带以及更加稳定晶体结构的材料，来适配电力电子行业的技术发展。在此背景下，SiC材料成为了功率器件材料的首选，受到广泛关注的同时，得到了长足的发展。

作为最重要的第三代半导体材料，相对于Si材料，SiC材料拥有更大的禁带宽度、更高的介电常数以及更高的导热效率，可以用更简单的结构以及更小的尺寸实现高电压高功率场景下的应用，因而受到了广泛的瞩目。

当前制造SiC衬底和外延片的方法，受制于SiC本身的特殊物理性质，需要极高的温度，极长的加工时间，及其精密的控制来实现，因而导致了其极高的技术门槛和居高不下的成本，阻碍了SiC电力电子器件的广泛应用和发展。因此，一种低成本的SiC晶圆衬底和外延解决方案，能够在保证SiC材料质量的同时，大幅度降低材料成本，进而降低器件成本，具备非常重要的技术前景和商业价值。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种复合SiC外延片以及半导体器件，方案如下：

一种复合SiC外延片，所述复合SiC外延片包括：

基于预设半导体衬底形成的第一SiC层，所述第一SiC层为多晶SiC外延层；

键合在所述第一SiC外延层表面上的第二SiC层，所述第二SiC层为单晶SiC薄片。

优选的，在上述复合SiC外延片中，所述复合SiC外延片包括所述半导体衬底，所述半导体衬底具有第一表面；

其中，所述第一SiC层生长在所述第一表面上；所述第二SiC层位于所述第一SiC层背离所述半导体衬底的一侧表面。

优选的，在上述复合SiC外延片中，所述半导体基底为Si衬底。

优选的，在上述复合SiC外延片中，所述Si衬底的厚度不超过650μm。

优选的，在上述复合SiC外延片中，所述半导体衬底在键合所述第二SiC层后减薄去除。

优选的，在上述复合SiC外延片中，所述第一SiC层的厚度不超过100μm。

优选的，在上述复合SiC外延片中，所述第二SiC层的厚度范围是1μm-20μm。

优选的，在上述复合SiC外延片中，所述第二SiC层由单晶SiC衬底基于所述单晶SiC衬底表面内的离子注入层剥离的单晶SiC薄片。

优选的，在上述复合SiC外延片中，所述复合SiC外延片还包括：

生长在所述第二SiC层背离所述第一SiC层一侧表面上的第三SiC层；

其中，所述第三SiC层为单晶SiC外延层。

本申请还提供了一种半导体器件，所述半导体器件包括：