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

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111541932.3
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114497181B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田鴻昌;袁昊;宋慶文;朱權(quán)喆;何曉寧
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西半導(dǎo)體先導(dǎo)技術(shù)中心有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/16;H01L21/329;H01L29/861
• 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

本發(fā)明涉及一種功率器件的體內(nèi)復(fù)合終端結(jié)構(gòu)及制備方法，該復(fù)合終端結(jié)構(gòu)包括：第一電極、襯底區(qū)、外延區(qū)、復(fù)合終端結(jié)構(gòu)、氧化層和第二電極，第一電極、襯底區(qū)和外延區(qū)依次層疊；復(fù)合終端結(jié)構(gòu)埋設(shè)于外延區(qū)中且位于終端區(qū)中；復(fù)合終端結(jié)構(gòu)包括第一子終端和若干第二子終端，第一子終端靠近有源區(qū)的一端與有源區(qū)相接觸，若干第二子終端間隔分布在第一子終端表層中，且靠近有源區(qū)的第二子終端與有源區(qū)相接觸；氧化層位于外延區(qū)上且位于復(fù)合終端結(jié)構(gòu)的上方；第二電極位于外延區(qū)上且位于有源區(qū)中，第二電極與氧化層相鄰。該結(jié)構(gòu)中復(fù)合終端結(jié)構(gòu)埋設(shè)在外延區(qū)中，其不易受到表面鈍化層內(nèi)部電荷的影響，降低了器件界面電荷對復(fù)合終端結(jié)構(gòu)耐壓特性的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種功率器件的體內(nèi)復(fù)合終端結(jié)構(gòu)及制備方法。

背景技術(shù)

碳化硅(SiC)作為新一代的寬禁帶半導(dǎo)體材料，在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域具有極其優(yōu)異的性能表現(xiàn)，是功率半導(dǎo)體器件發(fā)展的前沿和未來方向。SiC是一種由硅(Si)和碳(C)構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)越的電學(xué)性能，包括寬禁帶(2.3～3.3eV)，是Si的3倍；高擊穿場強(qiáng)(0.8E16～3E16V/cm)，是Si的10倍；高飽和漂移速度(2E7cm/s)，是Si的2.7倍；以及高熱導(dǎo)率(4.9W/cm?K)，約是Si的3.2倍。這些特性使碳化硅材料有禁帶寬度大、擊穿場強(qiáng)高、熱導(dǎo)率大、飽和速度大、最大工作溫度高等優(yōu)良特性，這些優(yōu)良的性質(zhì)，使碳化硅電子器件可以在高電壓、高發(fā)熱量、高頻率的環(huán)境下工作，故而碳化硅被認(rèn)為是制作高功率電子器的最佳材料，與砷化鎵、硅相比，碳化硅在高壓、高溫方面有壓倒性的優(yōu)良性質(zhì)。

對于功率器件，在通常的芯片劃片之后，位于芯片邊緣的側(cè)面與底部等電位，如果在最邊緣區(qū)域如果不加任何動作，最邊緣區(qū)域就需在橫向承擔(dān)很高的電壓。因此，通常將芯片的最側(cè)面延長，形成終端保護(hù)區(qū)，以降低表面電場強(qiáng)度，防止器件的邊緣擊穿。

目前常見的SiC功率器件終端結(jié)構(gòu)采用表面終端結(jié)構(gòu)。然而，表面終端結(jié)構(gòu)耐壓性能易受到表面電荷的影響，造成器件承壓穩(wěn)定性下降。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種功率器件的體內(nèi)復(fù)合終端結(jié)構(gòu)及制備方法。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

本發(fā)明實施例提供了一種功率器件的體內(nèi)復(fù)合終端結(jié)構(gòu)，包括：第一電極、襯底區(qū)、外延區(qū)、復(fù)合終端結(jié)構(gòu)、氧化層和第二電極，其中，

所述第一電極、所述襯底區(qū)和所述外延區(qū)依次層疊；

所述復(fù)合終端結(jié)構(gòu)埋設(shè)于所述外延區(qū)中且位于終端區(qū)中，靠近有源區(qū)一側(cè)的所述復(fù)合終端結(jié)構(gòu)與所述有源區(qū)相接觸；所述復(fù)合終端結(jié)構(gòu)包括第一子終端和若干第二子終端，所述第一子終端靠近所述有源區(qū)的一端與所述有源區(qū)相接觸，若干第二子終端間隔分布在所述第一子終端表層中，且靠近有源區(qū)的所述第二子終端與所述有源區(qū)相接觸；

所述氧化層位于所述外延區(qū)上且位于所述復(fù)合終端結(jié)構(gòu)的上方；

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

在本發(fā)明的一個實施例中，所述襯底區(qū)的材料包括第一N型SiC，摻雜濃度為1e¹⁸cm^-3～1e²⁰cm^-3，厚度為50μm～400μm；

所述外延區(qū)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。

在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一子終端的摻雜濃度為5×10¹⁶cm^-3～1×10¹⁸cm^-3，長度5μm～800μm，厚度0.5μm～1.5μm，其頂部與所述外延區(qū)頂部之間的距離為0.5μm～5μm。