[發(fā)明專利]一種功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111541927.2
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114497180A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅寅;譚在超;丁國華
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州鍇威特半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L21/04
• 代理公司: 西安嘉思特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61230
• 代理人: 王萌

1.一種功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括第一電極(1)、襯底區(qū)(2)、外延區(qū)(3)、階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)、氧化層(5)和第二電極(6)，其中，

所述第一電極(1)、所述襯底區(qū)(2)和所述外延區(qū)(3)依次層疊；

所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)埋設(shè)于所述外延區(qū)(3)中且位于終端區(qū)中，其端部與有源區(qū)相接觸，所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)包括相互連通的若干子區(qū)域，沿所述有源區(qū)至所述終端區(qū)方向，所述若干子區(qū)域的厚度逐漸減小以在所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)靠近所述襯底區(qū)(2)的一側(cè)形成若干臺階；

所述氧化層(5)位于所述外延區(qū)(3)上且位于所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)的上方；

所述第二電極(6)位于所述外延區(qū)(3)上且位于所述有源區(qū)中，所述第二電極(6)與所述氧化層(5)相鄰。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述襯底區(qū)(2)的材料包括第一N型SiC，摻雜濃度為1×10¹⁸cm^-3～1×10²⁰cm^-3，厚度為50μm～400μm；

所述外延區(qū)(3)的材料包括第二N型SiC，摻雜濃度為1×10¹⁴cm^-3～5×10¹⁶cm^-3，厚度為5μm～200μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)的摻雜濃度為5×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁸cm^-3，總長度為5μm～800μm，靠近所述有源區(qū)的所述子區(qū)域的厚度小于或等于1.5μm，遠(yuǎn)離所述有源區(qū)的所述子區(qū)域的厚度大于或等于0.5μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)中相鄰兩個(gè)所述子區(qū)域的厚度差為0.1μm～0.5μm，每個(gè)所述子區(qū)域的長度為10μm～200μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，每個(gè)所述子區(qū)域的頂部與所述外延區(qū)(3)頂部之間的距離均為0.5μm～5μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述若干子區(qū)域的數(shù)量為3～10個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)為結(jié)終端擴(kuò)展終端結(jié)構(gòu)。

8.一種功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括步驟：

S1、在襯底區(qū)(2)表面外延生長第一外延區(qū)(31)；

S2、在所述第一外延區(qū)(31)的表層中進(jìn)行離子注入，形成包括若干子區(qū)域的階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)，其中，所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)位于終端區(qū)中且端部與有源區(qū)相接觸，所述若干子區(qū)域相互連通，且沿所述有源區(qū)至所述終端區(qū)方向，所述若干子區(qū)域的厚度逐漸減小以在所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)靠近所述襯底區(qū)(2)的一側(cè)形成若干臺階；

S3、在所述第一外延區(qū)(31)的表面和所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)的表面外延生長第二外延區(qū)(32)，形成外延區(qū)(3)，其中，所述第二外延區(qū)(32)的材料與所述第一外延區(qū)(31)的材料相同；

S4、在所述外延區(qū)(3)表面制備氧化層(5)，使得所述氧化層(5)位于所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)的上方；

S5、在所述襯底區(qū)(2)的背面淀積金屬層，形成第一電極(1)；

S6、在所述外延區(qū)(3)的表面淀積金屬層，形成位于所述有源區(qū)中且與所述氧化層(5)相鄰的第二電極(6)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述離子注入的注入離子包括Al，注入能量范圍為10keV～800keV。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的功率器件的體內(nèi)階梯終端結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述階梯狀終端結(jié)構(gòu)(4)的摻雜濃度為5×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁸cm^-3，總長度為5μm～800μm，靠近所述有源區(qū)的所述子區(qū)域的厚度小于或等于1.5μm，遠(yuǎn)離所述有源區(qū)的所述子區(qū)域的厚度大于或等于0.5μm。