[發(fā)明專利]垂直型III-V族氮化物功率器件終端結(jié)構(gòu)及制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710219954.5
• 申請日: 2017-04-06
• 公開（公告）號: CN107104135B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊樹;韓紹文;盛況
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/872;H01L29/868;H01L29/78
• 代理公司: 杭州裕陽聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

1.一種垂直型III-V族氮化物功率器件終端結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于，在主結(jié)邊緣的III-V族氮化物中引入電負(fù)性離子以形成負(fù)離子區(qū)，其中所述負(fù)離子區(qū)的深度為0.1～3μm，所述負(fù)離子區(qū)底部與所述垂直型III-V族氮化物功率器件的漂移區(qū)直接接觸，且所述負(fù)離子區(qū)位于所述主結(jié)外側(cè)，所述負(fù)離子區(qū)與所述主結(jié)之間具有部分重疊區(qū)域，或者所述負(fù)離子區(qū)與所述主結(jié)的邊緣在豎直方向上對齊，或者所述負(fù)離子區(qū)與所述主結(jié)之間不具有重疊區(qū)域；其中，所述電負(fù)性離子包括氟離子和氧離子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于，電負(fù)性離子通過離子注入的方式引入。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于，電負(fù)性離子的來源是相應(yīng)的等離子體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的終端結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于，電負(fù)性離子的等離子體由反應(yīng)離子刻蝕、等離子體增強(qiáng)原子層沉積、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積中任一種或多種工藝引入；

其中反應(yīng)離子刻蝕包括：感應(yīng)耦合等離子體-反應(yīng)離子刻蝕。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于，電負(fù)性離子是在含相應(yīng)元素的氣體氛圍中經(jīng)退火而引入的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于，電負(fù)性離子是在含相應(yīng)元素的液體中經(jīng)浸泡而引入的。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的終端結(jié)構(gòu)制作方法，其特征在于，在引入負(fù)離子之前，對目標(biāo)半導(dǎo)體區(qū)域進(jìn)行刻蝕或不刻蝕處理。

8.一種垂直型III-V族氮化物功率器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括形成于主結(jié)邊緣的負(fù)離子區(qū)，所述負(fù)離子區(qū)通過在III-V族氮化物中引入電負(fù)性離子形成，其中所述負(fù)離子區(qū)的深度為0.1～3μm，所述負(fù)離子區(qū)底部與所述垂直型III-V族氮化物功率器件的漂移區(qū)直接接觸，且所述負(fù)離子區(qū)位于所述主結(jié)外側(cè)，所述負(fù)離子區(qū)與所述主結(jié)之間具有部分重疊區(qū)域，或者所述負(fù)離子區(qū)與所述主結(jié)的邊緣在豎直方向上對齊，或者所述負(fù)離子區(qū)與所述主結(jié)之間不具有重疊區(qū)域。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述III-V族氮化物功率器件包括PiN二極管、肖特基二極管、結(jié)勢壘肖特基器件(JBS)、MOSFET、電流孔徑垂直電子晶體管(CAVET)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，器件的襯底為氮化鎵、碳化硅、硅、藍(lán)寶石、絕緣體上硅(SOI)、氮化鋁、金剛石中任一種。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，器件的介質(zhì)層為二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氮化鋁、氧化鉿、聚合物中任一種或多種介質(zhì)層組合。

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，負(fù)離子區(qū)與電極或有源區(qū)重疊，不重疊或邊緣對齊。

13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，負(fù)離子區(qū)深度與主結(jié)深度相同，或者與主結(jié)深度不同。

14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述負(fù)離子區(qū)首先對目標(biāo)半導(dǎo)體區(qū)域進(jìn)行刻蝕或不刻蝕處理，再引入負(fù)離子的方式形成。

15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，負(fù)離子區(qū)單獨(dú)作為終端，或結(jié)合場板結(jié)構(gòu)，或結(jié)合溝槽結(jié)構(gòu)。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述溝槽有一個(gè)或多個(gè)，溝槽的形狀是：倒梯形、U型、V型、方形或階梯型中任一種。