[實用新型]一種SiC功率器件終端

有效

• 申請號: 201821482781.2
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN208706654U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 朱袁正;葉鵬;楊卓;華凌飛
• 申請（專利權）人: 無錫新潔能股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/861;H01L21/329
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;陳麗麗

本實用新型涉及半導體技術領域，具體公開了一種SiC功率器件終端，其中，所述SiC功率器件終端包括：自下而上依次設置的陰極金屬層、第一導電類型襯底層和第一導電類型外延層，所述第一導電類型外延層上設置有多個間隔分立的第二導電類型場限環，所述第一導電類型外延層上設置有多個間隔分立的第二導電類型阱區，所述第二導電類型阱區與所述第二導電類型場限環交替設置，所述第二導電類型阱區和所述第二導電類型場限環上設置鈍化層。本實用新型提供的SiC功率器件終端具有可靠性高且能夠提高產品合格率的優勢。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，尤其涉及一種SiC功率器件終端。

背景技術

功率器件及其模塊為實現多種形式電能之間轉換提供了有效的途徑，在國防建設、交通運輸、工業生產、醫療衛生等領域得到了廣泛應用。自上世紀50年代第一款功率器件應用以來，每一代功率器件的推出，都使得能源更為高效地轉換和使用。因此，功率器件要進一步發展，就必須有效地降低導通電阻。

傳統功率器件及模塊由Si基功率器件主導，主要以晶閘管、功率PIN器件、功率雙極結型器件、功率MOSFET以及絕緣柵場效應晶體管等器件為主，在全功率范圍內均得到了廣泛的應用，以其悠久歷史、十分成熟的設計技術和工藝技術占領了功率半導體器件的主導市場。然而，導通電阻受擊穿電壓限制而存在一個極限——稱之為“硅極限”(Siliconlimit)，而無法再降低。研究表明，對于理想N溝道功率MOS(即Ron只考慮漂移層電阻RD)，導通電阻與擊穿電壓的關系為：

隨著深空探測、深層油氣勘探、超高壓電能轉換、高速機車驅動和核能開發等極端環境下的應用需求，Si基功率器件己無法滿足高功率、高頻和高溫等要求。采用器件并聯或串聯封裝可實現高電壓和大電流的需求，但由此帶來的器件可靠性變差會使得系統的故障率增加。此外，Si基功率器件較大的導通電阻也大大降低了系統的能量轉換效率。

研究人員在硅基功率器件狹窄的優化空間中努力尋求更佳參數的同時，也注意到了SiC、GaN等第三代寬帶隙半導體材料在大功率、高頻率、耐高溫、抗輻射等領域中優異的材料特性。

碳化硅(SiC)材料憑借其優良的性能成為了國際上功率半導體器件的研究熱點。碳化硅(SiC)相比傳統的硅材料具有禁帶寬度大、擊穿場強高、熱導率高等優勢。禁帶寬度大使碳化硅的本征載流子濃度低，從而減小了器件的反向電流；高的擊穿場強可以大大提高功率器件的反向擊穿電壓，并且可以降低器件導通時的電阻；高熱導率可以大大提高器件可以工作的最高工作溫度；并且在眾多高功率應用場合，比如：高速鐵路、混合動力汽車、智能高壓直流輸電等領域，碳化硅基器件均被賦予了很高的期望。同時，碳化硅功率器件能夠有效降低功率損耗，故此被譽為帶動“新能源革命”的“綠色能源”器件。

目前，碳化硅功率器件主要包括二極管和MOSFET。對于碳化硅二極管，擊穿電壓、可靠性是其最主要衡量指標。目前碳化硅二極管終端結構往往采用場限環技術，在器件常承壓狀態下，耗盡區增加，并越過場限環時，場限環就會承擔主結上的電壓，所需耐壓越高，場限環數量越多，占用的面積也越大。并且，對SiC表面的注入，會產生注入離子擴散的不良效應，導致終端結構效果大幅度下降，難以滿足器件的要求。在此基礎上，當前工藝的不穩定性，使注入效果出現偏差不能達到理想情況，導致實際生產的合格率降低。

因此，亟需一種高可靠性能夠提高產品合格率的SiC功率器件終端，以克服現有技術所存在的不足。

發明內容

本實用新型旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一，提供一種SiC功率器件終端及一種SiC功率器件終端的制作方法，以解決現有技術中的問題。