| 公告號 |
376587 |
| 專利名稱 |
碳化矽/矽(SiC/Si)異質結構半導體開關及其製法 (全文下載) |
| 公告/公開日 |
1999/12/11 |
| 證書號 |
110506 |
| 申請日 |
1998/03/11 |
| 申請號 |
087103603 |
| 國際分類 |
H01L-029/00 |
| 公報卷期 |
26-35 |
| 發明人 |
方炎坤
吳坤憲
陳則敬 |
| 申請人 |
行政院國家科學委員會 台北巿和平東路二段一○六號十八樓 |
| 代理人名 |
陳展俊 |
| 摘要 |
本發明係一種低功率消耗且具有高通/斷(ON/OFF)電流比之碳化矽/矽異質結構半導體開關，其結構包含鋁電極/p-單晶碳化矽層/漸變層/n-單晶矽基板/鋁電極(Al/p- SiC/GCL/n-Si/Al)，其中該漸變層(graded-composition layer, GCL)是位於該碳化矽層與該單晶矽基板間的一緩衝層。 |
| 專利範圍 |
1.一種碳化矽/矽(SiC/Si)異質結構半導體開關,包含一單晶矽層、一碳化矽(SiC)層及一介於該單晶矽層與該碳化矽層之間的漸變層(graded-composition layer)。
2.如申請專利範圍第1項之半導體開關,其中該單晶矽層具有n-型雜質,而該碳化矽層為p-型雜質。
3.如申請專利範圍第1項之半導體開關,其進一步包含形成在該單晶矽層相對於該漸變層的另一側的第一電極,及形成該碳化矽層相對於該漸變層的另一側的第二電極。
4.如申請專利範圍第1項之半導體開關,其中該漸變層具有一介於2000-3000A的厚度。
5.如申請專利範圍第1項之半導體開關,其中該碳化矽層具有一介於500-7000A的厚度。
6.一種碳化矽/矽異質結構半導體開關的製備方法,包含下列步驟:
a)去除一摻雜有第一導電型雜質之單晶矽層上的原生氧化物(native oxide);
b)藉化學蒸氣沉積在該單晶矽層的一側上成長一漸變層,其中該單晶矽層被曝露於一具可控制組成的氣相組成物中,該氣相組成物的組成被控制成該化學蒸氣沉積剛開始進行時,該氣相組成物含有一矽烷氣體而不含有一烷類氣體,隨著該化學蒸氣沉積的進行,該氣相組成物含有一含量逐漸增加的一烷類氣體;及
c)於該漸變層上形成一摻雜有第導電型雜質的碳化矽層。
7.如申請專利範圍第6項之方法,其中該第一導電型雜質為n-型雜質,及該第二導電型雜質為p-型雜質。
8.如申請專利範圍第6項之方法,其中該步驟a)被進行之前,該摻雜有第一導電型雜質之單晶矽層先被清洗。
9.如申請專利範圍第6項之方法,其中該步驟a)係將該摻雜有第一導電型雜質的單晶矽層置於一壓力為2.5托的HCl及H2的氣體混合物中及於900℃一段時間而去除該原生氧化物。
10.如申請專利範圍第6項之方法,其中該步驟b)的矽烷氣體為SiH4,及該烷類氣體為C3H8。
11.如申請專利範圍第10項之方法,其中該步驟b)的氣相組成物係藉由導入一流速為12sccm的SiH4流,一流速由0漸增至10sccm的C3H8流及一H2流至一反應室內而形成,其中該反應室內被維持在2.5托的壓力及1200℃的溫度。
12.如申請專利範圍第7項之方法,其中該步驟c)係於一壓力維持在2.5托及溫度維持在1200℃的反應室內進行,其中該反應室被導入一流速為10sccm的C3H8流,一流速為12sccm的B2H6流,一流速為12sccn的SiH4流及一流速為1.21pm的H2流。
13.如申請專利範圍第6項之方法,在步驟c)之後進一步包含在該單晶矽層相對於該漸變層的另一側形成一第一電極,及於該碳化矽層相對於該漸變層的另一側形成一第二電極。
14.如申請專利範圍第6項之方法,其中該漸變層包含Si及C兩元素, C/Si的莫耳比隨著遠離該單晶基矽層的距離的增加而增加。
圖式簡單說明:
第一圖為依本發明之一較佳實施例所製備之碳化矽/矽異質結構N型負微分電阻開關的剖面示意圖,其結構由上而下分別為Al/p-SiC/GCL/n-Si/Al。
第二圖顯示了一個理想的高效率N型負微分電阻開關與傳統N型負微分電阻開關之I-V特性曲線,其中虛線----及----分別代表傳統與該理想的高效率N型負微分電阻開關之I-V特性曲線;實線代表負載。
第三圖(a)顯示了依本發明之較佳實施例所製備之碳化矽/矽異質結構N型負微分電阻開關之電流-電壓特性曲線(I-V characteristic curves)。
第三圖(b)顯示了第三圖(a)之碳化矽/矽異質結構N型負微分電阻開關之半對數電流-電壓特性曲線(semilog I-V characteristic curves)。
第四圖顯示了第三圖(a)之碳化矽/矽異質結構N型負微分電阻開關之分別在27℃、100℃、200℃及300℃的半對數電流-電壓特性曲線(semilog I-V characteristiccurves)。 |
| 雜項資料 |
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| 專利權異動 |
專利申
請案號 |
授權
註記 |
質權
註記 |
讓與
註記 |
繼承
註記 |
信託
註記 |
異議
註記 |
舉發
註記 |
消滅
日期 |
撤銷
日期 |
專利權
始日 |
專利權
止日 |
年費有
效日期 |
年費有
效年次 |
| 087103603 |
無 |
無 |
無 |
無 |
無 |
無 |
無 |
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19991211 |
20180310 |
20091210 |
10 |
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| 申請案件狀態 |
專利申
請案號 |
狀態異
動日期 |
案件申
請日期 |
實體審查
申請日 |
相關申
請案號 |
公開號 |
公告號 |
證書號 |
證書型別 |
狀態異
動資料 |
| 087103603 |
19991211 |
19980311 |
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376587 |
110506 |
發明 |
初審核准 |
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