半导体功率器件及其制备方法和电子设备与流程

本发明涉及技术半导体领域，尤其是涉及一种半导体功率器件及其制备方法和电子设备。

背景技术：

1、功率器件是功率电子技术方面的核心器件,作为开关控制器件例如vdmos(vertical double-deffused metal oxide semiconductor，垂直双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管)和igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管),上述器件被广泛应用于电器，车辆及工业等领域。

2、在实际应用中，对功率器件的有效性有着非常严格的要求，一般评价指标都是通过可靠的实验来完成的，其中关于指标htrb(high temperaturereverse bias，高温反向偏压实验)就是通过器件结构设计和工艺优化来实现目标的。

3、目前，改善htrb的方式是在工艺中降低氧化介质层内的可动离子正电荷，例如提高生产线和设备的洁净度或者在高温工艺过程中加入氯离子以将可动金属离子排出,然而，提高生产线和设备洁净度会使制造成本增加，而在高温制成中加入氯离子使得可动离子去除不彻底，从而影响对htrb性能的改善。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、为此，本发明的第一个目的在于提出一种半导体功率器件的制备方法，该方法通过静电感应的方式在外延介质层上实现可移动离子的聚集，并去除外延介质层，从而彻底去除了可移动离子，在节省制造成本的同时，使得半导体功率器件的有效性得到极大改善。

3、为此，本发明的第二个目的在于提出一种半导体功率器件。

4、为此，本发明的第三个目的在于提出一种电子设备。

5、为了达到上述目的，本发明的第一方面的实施例提出了一种半导体功率器件的制备方法，该方法包括：提供衬底层；在所述衬底层的上表面生长具有第一预设厚度的基础介质层；在所述基础介质层上表面生成第二预设厚度的外延介质层；在所述外延介质层上方放置电极组件，并对所述电极组件持续施加电压至第一预设时间后停止，以使可移动离子在所述外延介质层聚集；去除包含所述可移动离子的外延介质层。

6、根据本发明实施例的半导体功能器件的制备方法，通过在基础介质层上表面生成外延介质层，在外延介质层的上方放置电极组件，并对电极组件持续施加电压，以使可移动离子在外延介质层上聚集，由此，通过静电感应的方式实现可移动离子的聚集，并去除外延介质层，从而去除可移动离子，在节省制造成本的同时，使得半导体功率器件的有效性得到极大改善。

7、在一些实施例中，所述基础介质层之间存在空隙，所述制备方法还包括：在所述空隙处的衬底层上表面生长具有第三预设厚度的临时介质层；在所述电极组件停止施加电压后，去除所述临时介质层。

8、在一些实施例中，所述去除所述临时介质层之后，所述制备方法还包括：在所述空隙处的衬底层的上表面铺设分压环金属；在所述衬底层的下表面形成接触层。

9、在一些实施例中，所述对所述电极组件持续施加电压至第一预设时间后停止，以使可移动离子在所述外延介质层聚集包括：对所述电极组件持续施加负电压至第一预设时间后停止，以使可移动阳离子在所述外延介质层聚集。

10、在一些实施例中，其特征在于，所述对所述电极组件持续施加电压至第一预设时间后停止，以使可移动离子在所述外延介质层聚集包括：对所述电极组件持续施加正电压至第一预设时间后停止，以使可移动阴离子在所述外延介质层聚集。

11、在一些实施例中，所述外延介质层被配置为圆弧曲面。

12、在一些实施例中，所述第一预设厚度的厚度范围包括：100nm-1000nm，所述第二预设厚度的厚度范围包括：1nm-1000nm。

13、在一些实施例中，所述第三预设厚度的厚度范围包括：1nm-1000nm。

14、在一些实施例中，在对所述电极组件施加电压的过程中，还包括：将所述衬底层进行加热至预设温度，并持续第二预设时间后停止，所述第二预设时间小于所述第一预设时间。

15、在一些实施例中，所述预设温度的温度范围包括：80℃-400℃。

16、在一些实施例中，对所述电极组件持续施加的电压大于或等于第一电压值，且小于或等于第二电压值，所述第二电压值根据所述基础介质层和所述外延介质层确定。

17、在一些实施例中，所述第一电压为0.01v，所述第二电压值为1000v。

18、在一些实施例中，所述电极组件包括金属板，所述临时介质层、所述基础氧化层和所述外延介质层的材料为硅氧化物或者氮化硅或者氮硅氧化物。

19、在一些实施例中，半导体功率器件的制备方法还包括：在所述空隙处的衬底层内设置掺杂区，以形成耐压环，其中，所述掺杂区的上表面与所述分压环金属的下表面接触。

20、在一些实施例中，去除所述外延介质层和所述临时介质层，包括：采用湿法蚀刻或干法蚀刻的方式去除所述外延介质层和所述临时介质层。

21、为实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种半导体功率器件，所述半导体功率器件根据如上述实施例所述的半导体功率器件的制备方法制备而成。

22、根据本发明实施例的半导体功率器件，通过在基础介质层上表面生成外延介质层，在外延介质层的上方放置电极组件，并对电极组件持续施加电压，以使可移动离子在外延介质层聚集，由此，通过静电感应的方式实现可移动离子的聚集，并去除外延介质层，从而去除可移动离子，在节省制造成本的同时，使得半导体功率器件的有效性得到极大改善。

23、为实现上述目的，本发明第三方面的实施例提出了一种电子设备，该电子设备包括如上述实施例的半导体功率器件。

24、根据本发明实施例的电子设备，通过在基础介质层上表面生成外延介质层，在外延介质层的上方放置电极组件，并对电极组件持续施加电压，以使可移动离子在外延介质层聚集，由此，通过静电感应的方式实现可移动离子的聚集，并去除外延介质层，从而去除可移动离子，在节省制造成本的同时，使得半导体功率器件的有效性得到极大改善。

25、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种半导体功率器件的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述基础介质层之间存在空隙，所述制备方法还包括：

3.根据权利要求2所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述去除所述临时介质层之后，所述制备方法还包括：

4.根据权利要求1所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述对所述电极组件持续施加电压至第一预设时间后停止，以使可移动离子在所述外延介质层聚集包括：

5.根据权利要求1所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述对所述电极组件持续施加电压至第一预设时间后停止，以使可移动离子在所述外延介质层聚集包括：

6.根据权利要求1所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述外延介质层被配置为圆弧曲面。

7.根据权利要求1所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述第一预设厚度的厚度范围包括：100nm-1000nm，所述第二预设厚度的厚度范围包括：1nm-1000nm。

8.根据权利要求2所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述第三预设厚度的厚度范围包括：1nm-1000nm。

9.根据权利要求1所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，在对所述电极组件施加电压的过程中，还包括：

10.根据权利要求9所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述预设温度的温度范围包括：80℃-400℃。

11.根据权利要求1所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，对所述电极组件持续施加的电压大于或等于第一电压值，且小于或等于第二电压值，所述第二电压值根据所述基础介质层和所述外延介质层确定。

12.根据权利要求11所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述第一电压为0.01v，所述第二电压值为1000v。

13.根据权利要求2所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，所述电极组件包括金属板，所述临时介质层、所述基础介质层和所述外延介质层的材料为硅氧化物或者氮化硅或者氮硅氧化物。

14.根据权利要求3所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，还包括：

15.根据权利要求2所述的半导体功率器件的制备方法，其特征在于，去除所述外延介质层和所述临时介质层，包括：

16.一种半导体功率器件，其特征在于，所述半导体功率器件根据如权利要求1-15任一项所述的半导体功率器件的制备方法制备而成。

17.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求16所述的半导体功率器件。

技术总结
本发明提出一种半导体功率器件及其制备方法和电子设备，包括：提供衬底层；在衬底层的上表面生长具有第一预设厚度的基础介质层；在基础介质层上表面生成第二预设厚度的外延介质层；在外延介质层上方放置电极组件，并对电极组件持续施加电压至第一预设时间后停止，以使可移动离子在外延介质层聚集；去除包含可移动离子的外延介质层。本发明通过静电感应的方式在外延介质层上实现可移动离子的聚集，并去除外延介质层，从而去除了可移动离子，使得半导体功率器件的有效性得到极大改善。

技术研发人员：董莹锋
受保护的技术使用者：比亚迪半导体股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12