本公開涉及具有低電阻率和低翹曲度的基于碳化硅的襯底和晶片。

背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體行業(yè)一直對碳化硅(sic)表現(xiàn)出相當大的關(guān)注度，特別是用于制造電子器件或部件(例如，二極管、晶體管或其他相似功率應(yīng)用)的碳化硅。

2、基于碳化硅的電子器件的開發(fā)和制造受到諸如形成碳化硅晶片時的電學(xué)性能和機械性能等因素的限制。制造出的許多碳化硅晶片的電阻率大于對于最終產(chǎn)品有益的電阻率。另一問題是源自晶片制造的翹曲量。較高的電阻率限制了電信號行進通過碳化硅晶片的能力。較高的翹曲量導(dǎo)致當制造終端電子器件時諸如來自拋光處理的缺陷，或者導(dǎo)致在處理和制造期間破裂或破碎的晶片或襯底的數(shù)量增加。

3、這些多晶sic晶片可以通過在多晶sic晶片上結(jié)合單晶晶片的方法來制造。例如，存在以下的晶片制造方法：通過直接結(jié)合，將多晶sic晶片與單晶sic晶片結(jié)合并集成在一起。在功率器件中，這些晶體缺陷、高電阻率和高翹曲度可能是有問題的，因為這些因素限制了功率器件的功能，使得功率器件的功能超出選定的公差。在這種情形下，這些器件可能被處置(例如，扔掉)，由于良率降低，導(dǎo)致制造成本增加。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、具有低電阻率的多晶sic晶片有益于其中存在多晶sic晶片的電子器件的功能。本公開涉及提供包括具有低電阻率和低翹曲度的多晶硅碳化硅晶片或襯底的晶片的至少一個實施例。由晶片制成的電子器件或部件在使用時被進一步優(yōu)化，并且?guī)缀鯖]有晶體缺陷。與現(xiàn)有的sic晶片相比，根據(jù)本公開的實施例形成的晶片具有低的或非常低的電阻率。

2、至少一個實施例包括一種晶片，該晶片包括電阻率小于或者等于2mohm-cm(毫歐-厘米)并且翹曲度小于或等于75μm(微米)的多晶碳化硅(sic)晶片或襯底。在一些實施例中，該晶片可以包括多晶碳化硅(sic)晶片與單晶碳化硅(sic)晶片之間的結(jié)合區(qū)域，單晶碳化硅(sic)晶片通過該結(jié)合區(qū)域耦合到多晶碳化硅(sic)晶片。多晶碳化硅(sic)晶片的低電阻率(例如，2mohm-cm)使得當電信號通過多晶sic晶片時“導(dǎo)通”電阻(ron)減小，從而改善了包括該晶片或該晶片的一部分的功率器件的整體信號輸送功能和效率。多晶sic晶片的低翹曲度(例如，小于或等于75μm)降低了結(jié)合層內(nèi)的機械缺陷或電氣缺陷的可能性，或防止了該缺陷。多晶sic晶片的低翹曲度也降低了結(jié)合層、單晶碳化硅層和多晶碳化硅層之間的機械缺陷或電缺陷的可能性，或防止了該缺陷。

技術(shù)特征：

1.一種器件，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，還包括在所述多晶碳化硅(sic)晶片的第一表面上的結(jié)合層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的器件，其中，所述單晶碳化硅(sic)晶片位于所述多晶碳化硅(sic)晶片的表面上的所述結(jié)合層上，并且通過所述結(jié)合層耦合到所述多晶碳化硅(sic)晶片的第一表面。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的器件，其中：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的器件，其中，所述第二尺寸小于所述第一尺寸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的器件，其中：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述單晶碳化硅(sic)晶片直接地物理結(jié)合到所述多晶碳化硅(sic)晶片的第一表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述電阻率小于或等于1mohm-cm(毫歐-厘米)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述多晶碳化硅(sic)晶片的翹曲度小于75μm(微米)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的器件，其中，所述多晶碳化硅(sic)晶片的翹曲度小于45μm(微米)。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述多晶碳化硅(sic)晶片具有非柱狀結(jié)構(gòu)。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件，其中，所述多晶碳化硅(sic)晶片包括小于或等于1mm(毫米)的晶粒。

13.一種器件，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的器件，其中，所述多晶碳化硅(sic)層包括小于或等于1mm(毫米)的晶粒。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的器件，其中，所述多晶碳化硅(sic)層具有非柱狀結(jié)構(gòu)。

16.一種器件，包括：

17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中，所述電阻率小于或等于1mohm-cm(毫歐-厘米)。

18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中，所述多晶碳化硅(sic)襯底包括小于或等于1mm(毫米)的晶粒并且具有非柱狀結(jié)構(gòu)。

19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中，所述翹曲度小于或等于75μm(微米)。

20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的器件，其中，所述厚度是以下至少一種：150-1000μm(微米)之間、等于150μm(微米)以及等于1000μm(微米)。

21.一種方法，包括：

22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，還包括：

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述單晶sic襯底的所述第二部分具有在0.3-2微米(μm)范圍內(nèi)、等于0.3微米(μm)或等于2微米(μm)的厚度。

24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，通過引入含硅氣體，在化學(xué)氣相沉積cvd工具的cvd腔室內(nèi)的載體上形成所述多晶sic襯底。

25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中，通過引入碳氣體和氮氣，在所述cvd工具的所述cvd腔室內(nèi)的所述載體上形成所述多晶sic襯底。

26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，通過將摻雜粉末引入燒結(jié)工具的容器中并且用所述燒結(jié)工具燒結(jié)所述容器內(nèi)的摻雜粉末來形成所述多晶sic襯底。

27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，燒結(jié)所述摻雜粉末包括將所述摻雜粉末暴露于大于或等于2000攝氏度(c)的溫度。

28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，用升華工藝形成所述多晶sic襯底。

29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，將所述單晶sic襯底結(jié)合到所述多晶sic襯底還包括將所述單晶sic襯底的第一表面直接地物理耦合到所述多晶sic襯底的第二表面。

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及低電阻率的基于多晶體的襯底或晶片。晶片的各種實施例包括多晶碳化硅(SiC)層或基體襯底。多晶碳化硅(SiC)層可以具有小于或等于2mohm?cm(毫歐?厘米)的電阻率，使得多晶碳化硅層是低電阻率多晶碳化硅層。多晶碳化硅層可以具有晶粒大小小于或等于1毫米(mm)的晶粒，并且可以具有非柱狀結(jié)構(gòu)。多晶碳化硅層可以具有小于或等于75μm(微米)的翹曲度。單晶碳化硅(SiC)層可以通過結(jié)合層耦合到多晶碳化硅(SiC)層。單晶碳化硅層可以比多晶碳化硅層薄。

技術(shù)研發(fā)人員：B·馬格努松林德格,C·里瓦
受保護的技術(shù)使用者：意法半導(dǎo)體國際公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10