专利汇可以提供一种碳化硅同质PIN微结构材料及其制作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 碳 化 硅 PIN微结构材料,包括:N型碳化硅衬底;位于该N型碳化硅衬底上的N-变浓度 缓冲层 ;位于该N-变浓度缓冲层上的本征层;以及位于该本征层上的P+帽层。本发明同时公开了一种碳化硅PIN微结构材料的制作方法。本发明能制备表面光亮、 电阻 率 均匀的SiC 外延 材料,其本征外延层背景载流子浓度可低至1015数量级,适用于 半导体 大功率 电子 电 力 器件。,下面是一种碳化硅同质PIN微结构材料及其制作方法专利的具体信息内容。
1.一种碳化硅同质PIN微结构材料,其特征在于,包括:
N型碳化硅衬底;
-
位于该N型碳化硅衬底上的N 变浓度缓冲层;
-
位于该N 变浓度缓冲层上的本征层;以及
+
位于该本征层上的P 帽层。
2.根据权利要求1所述的碳化硅同质PIN微结构材料,其特征在于,所述N型碳化硅衬
18
底为N型六方相、棱方相或立方相碳化硅单晶体材料,载流子浓度大于或等于10 数量级。
-
3.根据权利要求1所述的碳化硅同质PIN微结构材料,其特征在于,所述N 变浓度缓冲层的厚度小于或等于10微米,掺杂浓度随背离衬底的方向线性递减,靠近衬底表面处掺
17 15
杂浓度小于或等于10 数量级,靠近本征层表面处掺杂浓度小于或等于10 数量级。
4.根据权利要求1所述的碳化硅同质PIN微结构材料,其特征在于,所述本征层的背景
15 -
掺杂浓度小于或等于10 数量级,厚度大于或等于所述N 变浓度缓冲层的厚度。
+
5.根据权利要求1所述的碳化硅同质PIN微结构材料,其特征在于,所述P 帽层的厚
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度小于或等于150纳米,其中P型载流子浓度大于或等于10 数量级。
-
6.根据权利要求1所述的碳化硅同质PIN微结构材料,其特征在于,所述N 变浓度缓+
冲层、本征层和P 帽层三者的晶型、取向与所述N型碳化硅衬底一致。
7.一种碳化硅同质PIN微结构材料的制作方法,其特征在于,该方法包括:
采用氢气刻蚀N型碳化硅;
-
采用低压化学气相沉积方法在N型碳化硅上依次外延生长N 变浓度缓冲层和本征层;
以及
+
对外延生长的本征层进行P 掺杂。
8.根据权利要求7所述的碳化硅同质PIN微结构材料的制作方法,其特征在于,所述采用氢气刻蚀N型碳化硅的步骤中,采用的刻蚀压力为40毫托~100托,温度为1350~
1550℃,氢气流量为5~20标准升/分钟,刻蚀时间为10~60分钟。
9.根据权利要求7所述的碳化硅同质PIN微结构材料的制作方法,其特征在于,所述采-
用低压化学气相沉积方法在N型碳化硅上外延生长N 变浓度缓冲层时,生长压力为40毫托~100托,生长温度为1500~1550℃,在低于生长温度20~50℃时通入流量为1~10标准毫升/分钟的碳源,所用碳源为含碳的无氧高纯气体,衬底以5~20℃/分钟的速率加热至生长温度;按碳、硅原子摩尔比为1~2的比例通入硅源,所用硅源为含硅的无氧高纯气体,缓冲层生长时氢气流量为5~20标准升/分钟;非故意掺杂时外延层电学性能表- -
现为N 型,随着外延时间的持续,N 型外延层非故意掺杂效果越来越弱,外延层导电性趋向-
I型本征层的导电性,这样就在N型衬底和随后的I型层之间制作了一个N 型变浓度缓冲层。
10.根据权利要求9所述的碳化硅同质PIN微结构材料的制作方法,其特征在于,所述-
采用低压化学气相沉积方法在N型碳化硅上外延生长本征层时,生长条件同N 变浓度缓冲-
层的生长条件,生长时间是N 变浓度缓冲层生长时间的2倍及以上。
11.根据权利要求9所述的碳化硅同质PIN微结构材料的制作方法,其特征在于,所述+ -
对外延生长的本征层进行P 掺杂的步骤中,生长条件同N 变浓度缓冲层的生长条件,所用掺杂剂为含硼的无氧高纯气体或含铝的有机源。
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