[發明專利]高壓功率半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 202211028299.2
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115295627B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 譚開洲;肖添;李孝權;徐學良;王穎;江永清;王育新;李光波;王鵬飛;裴穎;吳健;李儒章;王志寬;邱盛;張培健;張正元;劉玉奎
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 唐勇

1.一種高壓功率半導體器件，其特征在于，包括：

襯底，具有相對設置的正面和背面；

外延層，設置在所述襯底的正面上，其包括在第一平面內相鄰設置的有源區和終端區，所述終端區包圍所述有源區；

元胞功能單元，設置在所述有源區內；

多個第一電阻場板結構，設置在所述外延層的有源區中，沿第一方向貫穿所述外延層延伸至所述襯底中，多個所述第一電阻場板結構沿第二方向在所述第一平面內延伸，各個所述第一電阻場板結構沿著第三方向按照第一間距等間距設置；

多個第二電阻場板結構，設置在所述外延層的終端區中，沿第一方向貫穿所述外延層延伸至所述襯底中，多個所述第二電阻場板結構在所述第一平面內同心設置，且各個所述第二電阻場板結構在所述第一平面內斷續環繞所述有源區設置，各個所述第二電阻場板結構沿著所述第一方向的任意正交方向上按照第二間距等間距設置，在所述第一平面內，沿著所述第一方向的任意正交方向上看去，任意相鄰的兩個所述第二電阻場板結構中間隔的縫隙相互錯開；

第三電阻場板結構，設置在所述外延層的終端區上，且與各個所述第二電阻場板結構頂部歐姆接觸；

第一電極，設置在所述外延層的有源區上，且與各個所述第一電阻場板結構頂部歐姆接觸；

第二電極，設置在所述外延層上所述有源區與所述終端區的交界處，與所述第三電阻場板結構靠近所述有源區一側歐姆接觸；

第三電極，設置在所述外延層的終端區遠離所述有源區的一側上，與所述第三電阻場板結構歐姆接觸；

第四電極，設置在所述襯底的背面上，且通過所述襯底分別與各個所述第一電阻場板結構底部及各個所述第二電阻場板結構底部歐姆接觸；

其中，所述第一平面平行于所述襯底的正面，所述第一方向垂直于所述第一平面，所述第三方向垂直于所述第二方向。

2.根據權利要求1所述的高壓功率半導體器件，其特征在于，在所述第一平面內，所述第二間距小于所述第一間距。

3.根據權利要求2所述的高壓功率半導體器件，其特征在于，在所述第一平面內，所述第二電阻場板結構包括多個電阻場板段，在每個所述第二電阻場板結構中，各個所述電阻場板段沿著環繞所述有源區間隔地設置。

4.根據權利要求3所述的高壓功率半導體器件，其特征在于，在所述第一平面內，在每個所述第二電阻場板結構中，相鄰兩個所述電阻場板段按照第三間距等間距設置，所述電阻場板段的長度小于等于所述第二間距的五倍，且所述電阻場板段的長度大于等于所述第三間距。

5.根據權利要求4所述的高壓功率半導體器件，其特征在于，所述高壓功率半導體器件還包括PN結終端耐壓區，所述PN結終端耐壓區設置在所述外延層的終端區中且位于所述外延層的頂部，在所述第一平面內，PN結終端耐壓區包圍所述有源區，所述PN結終端耐壓區的內邊緣通過金屬接觸孔與所述第二電極連接，所述PN結終端耐壓區的外邊緣被所述第三電極包圍，且各個所述第二電阻場板結構均穿過所述PN結終端耐壓區。

6.根據權利要求5所述的高壓功率半導體器件，其特征在于，所述PN結終端耐壓區包括場限環PN結終端區、RESURF型PN結終端耐壓區及變摻雜型PN結終端耐壓區中的至少一種。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的高壓功率半導體器件，其特征在于，所述元胞功能單元至少包括：二極管元胞功能單元、MOSFET元胞功能單元、三極管元胞功能單元、JFET元胞功能單元及IGBT元胞功能單元。