英飛凌積極布局SiC市場(chǎng)

【嘉德點(diǎn)評(píng)】英飛凌的此項(xiàng)專利可以有效的改善碳化硅器件的短路耐用性,碳化硅(SiC)器件的穩(wěn)定性和可靠性都被市場(chǎng)一一驗(yàn)證,所以在對(duì)可靠性要求更高的領(lǐng)域,SiC產(chǎn)品可以有較快的增長(zhǎng)。

近年來碳化硅(SiC)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)如火如荼,而且業(yè)內(nèi)對(duì)第三代半導(dǎo)體的投資可謂是熱度高漲。作為全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體企業(yè),英飛凌也在不斷地加大對(duì)SiC領(lǐng)域的投資。

碳化硅(SiC)的寬帶隙以及低本征載流子濃度和高臨界電場(chǎng)適用于制造具有大阻斷電壓和小導(dǎo)通電阻的功率半導(dǎo)體器件。

功率半導(dǎo)體器件通常被用于控制從輸入級(jí)到輸出級(jí)的電能轉(zhuǎn)移,例如在DC/AC轉(zhuǎn)換器、AC/AC轉(zhuǎn)換器或AC/DC轉(zhuǎn)換器中。在典型的轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,負(fù)載側(cè)的短路條件在功率半導(dǎo)體器件的短路條件下變換。短路檢測(cè)電路可以檢測(cè)短路狀況,并且可以關(guān)斷功率半導(dǎo)體器件和/或可以激活斷路器。對(duì)于在短路狀態(tài)的開始與結(jié)束之間的時(shí)間段,高的短路電流就會(huì)流過功率半導(dǎo)體器件,這樣就需要改善碳化硅器件的短路耐用性。

為此,英飛凌申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“碳化硅半導(dǎo)體器件”的發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?201910541533 .3),申請(qǐng)人為英飛凌科技股份有限公司。

圖1 SiC器件的電路圖

上圖1是該專利提出的一種SiC器件的電路圖,源極端子S、漏極端子D和柵極端子G共同構(gòu)成了三端子SiC器件500,同時(shí)SiC器件500還包括該SiC器件包括串聯(lián)地電連接的JFET 810和IGFET 820。

圖2 SiC器件垂直橫截面圖

圖2示出了SiC器件的垂直橫截面示意圖,由圖可知,SiC器件500包括第一負(fù)載電極310和碳化硅本體100,其中柵極結(jié)構(gòu)150從碳化硅本體100的第一表面101延伸到碳化硅本體100中。然后形成在碳化硅本體100中的半導(dǎo)體區(qū)120、160、170電連接到第一負(fù)載電極310,而且半導(dǎo)體區(qū)120、160、170和源極區(qū)110可以直接形成相應(yīng)的pn結(jié)。

另外,第一負(fù)載電極310可以形成源極端子S,或者直接電連接到源極端子S。同樣,第二負(fù)載電極320也可以形成漏極端子D或者電連接到漏極端子D。而層間電介質(zhì)210的出現(xiàn),能夠使第一負(fù)載電極310和柵電極155彼此分離。

源極區(qū)110主要包括與第一負(fù)載電極310直接接觸的重?fù)诫s接觸部分111以及溝道部分112,其中溝道部分112中的最大摻雜劑濃度為接觸部分111中的最大摻雜劑濃度的10%左右,并且溝道部分112的第一端可以利用接觸部分111形成單極結(jié)。另外,溝道部分112的第二端還可以與柵極結(jié)構(gòu)150接觸。

輔助結(jié)構(gòu)200主要是指與源極區(qū)110形成輔助pn結(jié)pnx的輔助區(qū)170。輔助區(qū)170是可以浮動(dòng)的,并且它可以通過離子注入形成。從上圖可知,輔助區(qū)170直接電連接到第一負(fù)載電極310,使得耗盡區(qū)域119從相對(duì)側(cè)蔓延到源極區(qū)110中。

通過在相對(duì)側(cè)上提供耗盡區(qū)域119,可以增加控制比,該控制比描述了源極區(qū)電阻的變化與負(fù)載電流變化之間的比率,可以增加溝道部分112中的摻雜劑濃度,進(jìn)而得以降低SOA內(nèi)的負(fù)載條件的源極區(qū)110的電阻。另外,溝道部分112、主體區(qū)120和輔助區(qū)170還可以在晶體管單元TC的源極區(qū)110內(nèi)形成橫向JFET。

英飛凌的此項(xiàng)專利可以有效的改善碳化硅器件的短路耐用性,碳化硅(SiC)器件的穩(wěn)定性和可靠性都被市場(chǎng)一一驗(yàn)證,所以在對(duì)可靠性要求更高的領(lǐng)域,SiC產(chǎn)品可以有較快的增長(zhǎng)。

SiC是英飛凌規(guī)劃領(lǐng)域中的核心產(chǎn)品之一,英飛凌也不斷地在SiC技術(shù)領(lǐng)域中擴(kuò)充自己的團(tuán)隊(duì),希望英飛凌可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的SiC產(chǎn)品,并繼續(xù)為業(yè)內(nèi)提供高質(zhì)量的產(chǎn)品與服務(wù)!