[發明專利]一種具有終端保護結構的功率器件制備方法

在審

• 申請號: 201911024199.0
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN110931360A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 錢夢亮;張俊
• 申請（專利權）人: 江蘇東晨電子科技有限公司
• 主分類號: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/06;H01L21/265
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 尹慧晶

本發明提供一種具有終端保護結構的功率器件制備方法，該器件的中心有源區由并聯的單胞陣列組成，中心有源區的外圍設有終端保護區，終端保護區設有終端保護環，且在鄰近的終端保護環之間插入有P阱條。本發明的功率器件采用場限環結合P阱條的保護環結構，可以提高終端保護效率，減小器件終端結構所占面積，從而使得器件的制造成本降低，成品率提高，并且其對寄生電荷的敏感程度也得到了改善。

技術領域

本發明涉及功率器件，特別是具有終端保護結構的功率器件。

背景技術

功率器件朝著提高功率和增大器件工作電壓電流的方向發展的，因而對器件耐壓提出了越來越高的要求。

終端結構是功率器件中最核心的技術之一，終端結構的優劣直接影響到功率器件的最高工作電壓，漏電流大小，以及可靠性和穩定性。在半導體器件平面工藝中，由PN結在表面的曲率影響，使表面的最大電場常大于體內的最大電場，器件的耐壓常常由表面擊穿來決定，而且，當碰撞電離發生于表面時，電離過程所產生的熱載流子易進入二氧化硅，在那里形成固定電荷，改變電場分布，導致器件性能不穩定，可靠性下降。因此，對于需要承受高壓的器件，需要采取些特殊措施即結終端技術，來改善表面結構，以降低表面電場，防止發生表面擊穿，提高功率器件的擊穿電壓。

現有功率器件(以N型功率MOS器件為例，其它功率器件如IGBT與之類似)的終端保護結構通常采用場限環保護結構，按照這種要求所制造的功率MOS器件，由于采用場限環結構，使得在制造具有終端保護結構的功率器件制備方法時保護環的設計變得更為復雜，終端效率降低，占用的面積大幅增加，如何設計具有終端保護結構的功率器件制備方法的終端結構來提高其效率和可靠性是本發明著重研究的內容。

發明內容

本發明的目的是針對功率器件終端結構優化的問題，提出的一種具有終端保護結構的功率器件制備方法，這種功率器件采用場限環結合P阱條的保護環結構，可以提高終端保護效率，減小器件終端結構所占面積，從而使得器件的制造成本降低，成品率提高，并且其對寄生電荷的敏感程度也得到了改善。

本發明的技術方案是：

本發明提供一種具有終端保護結構的功率器件制備方法，它包括以下步驟：

S1、進行濕氧氧化層的生長；

S2、進行終端保護環的注入，推進，生成場氧化層；

S3、進行有源區的光刻，再用濕法腐蝕進行有源區的刻蝕；

S4、進一步采用濕氧氧化進行柵氧化層生長，然后進行多晶硅層淀積；

S5、進行多晶硅層刻蝕，P阱區的注入及推進；

S6、在鄰近的終端保護環之間刻蝕形成P阱條注入窗口，進行P阱條的注入及推進；

S7、進行功率MOSFET的N+源區的注入和推進；

S8、LPCVD淀積TEOS和BPSG；進行回流并完成孔的光刻和刻蝕；進行功率MOSFET的P+濃硼區的注入，推進；

S9、濺射金屬鋁層；進行金屬的光刻和刻蝕，PECVD淀積Si₃N₄層，光刻和刻蝕Si₃N₄，減薄及背面金屬化，完成制造。

進一步地，步驟S1中，濕氧氧化溫度為800-900℃，氧化層的生長厚度為500A。

進一步地，步驟S2中，終端保護環的注入能量80KeV，劑量5E14cm^-2，推進溫度是800-1000℃，場氧化層的厚度為10000A-15000A。

進一步地，步驟S4中，柵氧化層的厚度為700-800A，多晶硅層的厚度為6000A-10000A。