[發明專利]基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件及其制備方法

在審

• 申請號: 202210422245.8
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114864388A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 何艷靜;周瑜;湯曉燕;袁昊;張玉明;宋慶文;劉延聰;許允亮
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L21/205
• 分類號: H01L21/205;H01L21/265;H01L29/06
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，包括：

提供一N++襯底；

在所述N++襯底的一側表面生長第一N-外延層；

在所述第一N-外延層遠離所述襯底的一側表面生長外延結構，所述外延結構包括至少一層第二N-外延層和至少一層N+摻雜區；所述第二N-外延層包括下部N-外延層、以及位于所述下部N-外延層遠離所述襯底一側的上部N-外延層，所述N+摻雜區包括下部N+摻雜區、以及位于所述下部N+摻雜區遠離所述襯底一側的上部N+摻雜區；

其中，所述下部N-外延層包括多個位于有源區的第一P+浮結，所述下部N+摻雜區包括多個位于有源區的第二P+浮結，且所述N+摻雜區的摻雜濃度高于所述第二N-外延層的摻雜濃度；

在所述外延結構遠離所述襯底的一側表面生長第三N-外延層；

在所述第三N-外延層遠離所述襯底的一側表面制作第一電極，并在所述襯底遠離所述第一N-外延層的一側表面制作第二電極。

2.根據權利要求1所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，所述外延結構包括多個第二N-外延層和一個N+摻雜區；其中，所述N+摻雜區位于所述第一N-外延層與所述第二N-外延層之間；或者，

所述N+摻雜區位于任意兩個所述第二N-外延層之間；或者，

所述N+摻雜區位于所述第二N-外延層與所述第三N-外延層之間。

3.根據權利要求1所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，所述外延結構包括一個第二N-外延層和多個N+摻雜區；其中，所述第二N-外延層位于所述第一N-外延層與所述N+摻雜區之間；或者，

所述第二N-外延層位于任意兩個所述N+摻雜區之間；或者，

所述第二N-外延層位于所述N+摻雜區與所述第三N-外延層之間。

4.根據權利要求1所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，所述N+摻雜區采用如下步驟制得：

利用化學氣相沉積CVD工藝，在所述第一N-外延層遠離所述N++襯底的一側表面生長下部N+摻雜區，并在所述下部N+摻雜區遠離所述N++襯底的一側表面進行有源區離子注入，形成多個第二P+浮結；

利用化學氣相沉積CVD工藝，在所述下部N+摻雜區遠離所述N++襯底的一側表面生長上部N+摻雜區。

5.根據權利要求1所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，沿垂直于N++襯底所在平面的方向，所述N+摻雜區的厚度為2μm～20μm、摻雜濃度為1×10¹⁶～1×10¹⁷cm^-3。

6.根據權利要求5所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，所述多個第二P+浮結沿第一方向排列，所述第一方向為有源區指向終端區的方向；

在第一方向上，第二P+浮結的寬度為1μm～5μm，相鄰兩個第二P+浮結的間距為1μm～5μm。

7.根據權利要求1所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，沿垂直于N++襯底所在平面的方向，所述第二N-外延層的厚度為2μm～20μm、摻雜濃度為1×10¹⁴～5×10¹⁶cm^-3。

8.根據權利要求1所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，沿垂直于N++襯底所在平面的方向，所述N++襯底的厚度為50μm～400μm，所述N++襯底的摻雜濃度1×10¹⁸cm^-3～1×10²⁰cm^-3。

9.根據權利要求1所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法，其特征在于，所述第一電極為歐姆接觸或肖特基接觸，所述第二電極為歐姆接觸。

10.一種基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件，由權利要求1-9任一所述的基于外延生長工藝的環繞N+區浮結功率器件的制備方法制得。