一种功率器件及其制作方法与流程

本发明属于半导体集成电路，涉及一种功率器件及其制作方法。

背景技术：

1、在电力电子学领域，功率半导体器件作为关键部件，其特性对系统性能的实现和改善起着至关重要的作用。功率半导体器件最主要的特点之一是其阻断高压的能力，而器件阻断高压的能力主要靠合理的终端结构。目前结终端保护技术主要有场扳(fieldplate，简称fp)、场限环(field limiting ring，简称flr)、结终端扩展(junctiontermination extention，简称jte)和横向变掺杂(variation of lateral doping，简称vld)技术等。其中fp和flr组合使用是一种改善表面击穿特性常用的有效方法，但该组合一般需要较大的尺寸，导致较大的芯片尺寸。vld终端因为可以大幅度减小终端尺寸，降低整体器件的成本，而被广泛应用到mos、igbt等功率器件中，具有良好的可靠性能。

2、常规vld终端一般通过调整终端区域注入窗口的大小与间距，注入后退火，形成vld终端，常规vld终端因为注入窗口越往外面间距越大，且注入窗口越小，导致注入后退火形成的vld形貌在终端边缘衔接不够好，会导致终端效率降低。

3、因此，如何提供一种更加优化的vld版图设计方式，以优化注入窗口，提升vld终端的耐压效率，成为本领域技术人员亟待解决的一个重要技术问题。

4、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种功率器件及其制作方法，用于解决现有技术中vld形貌在终端边缘衔接不够好，导致终端耐压效率降低的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种功率器件的制作方法，包括以下步骤：

3、提供一半导体层，所述半导体层包括元胞区及位于所述元胞区外围的终端区；

4、形成遮蔽层于所述半导体层上，并图形化所述遮蔽层以形成贯穿所述遮蔽层的多个离子注入窗口，所述多个离子注入窗口位于所述终端区并包括一第一注入窗口及多个分立设置的第二注入窗口，所述第一注入窗口位于所述元胞区与所述第二注入窗口之间并将所述遮蔽层划分为多个分立设置的遮蔽岛；

5、以图形化的所述遮蔽层为掩膜对所述半导体层进行离子注入以在所述半导体层中形成多个离子注入区；

6、进行退火以使所述多个离子注入区融合得到横向变掺杂终端。

7、可选地，在所述元胞区指向所述终端区的方向上，所述多个遮蔽岛排列成至少两列。

8、可选地，相邻两列所述遮蔽岛交错设置。

9、可选地，相邻两列所述遮蔽岛中，靠近所述元胞区的所述遮蔽岛的岛面积小于远离所述元胞区的所述遮蔽岛的岛面积。

10、可选地，在所述元胞区指向所述终端区的方向上，所述多个第二注入窗口排列成至少两列。

11、可选地，相邻两列所述第二注入窗口交错设置。

12、可选地，相邻两列所述第二注入窗口中，靠近所述元胞区的所述第二注入窗口的开口面积大于远离所述元胞区的所述第二注入窗口的开口面积。

13、可选地，所述遮蔽岛呈方形或圆形，所述第二注入窗口呈方形或圆形。

14、可选地，所述功率器件包括绝缘栅双极型晶体管。

15、本发明还提供一种功率器件，所述功率器件是采用如上任意一项所述的功率器件的制作方法制作得到。

16、如上所述，本发明的功率器件的制作方法中，靠近元胞区的第一注入窗口是相连的，并将遮蔽层划分为多个分立设置的遮蔽岛，远离元胞区的多个第二注入窗口分立设置，且多个第二注入窗口之间的遮蔽层是相连的。本发明在终端外围直接通过精准的块状注入窗口进行环注入，注入完成后进行退火，可以形成曲率更好的圆弧状vld形貌，改善离子注入区交界处的凹型接触，提升vld终端的耐压效率。本发明的功率器件的制作方法和目前的vld终端功率器件(例如igbt)制备流程完全兼容，不需要增加额外的工序和版图。

技术特征：

1.一种功率器件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的功率器件的制作方法，其特征在于：在所述元胞区指向所述终端区的方向上，所述多个遮蔽岛排列成至少两列。

3.根据权利要求2所述的功率器件的制作方法，其特征在于：相邻两列所述遮蔽岛交错设置。

4.根据权利要求2所述的功率器件的制作方法，其特征在于：相邻两列所述遮蔽岛中，靠近所述元胞区的所述遮蔽岛的岛面积小于远离所述元胞区的所述遮蔽岛的岛面积。

5.根据权利要求1所述的功率器件的制作方法，其特征在于：在所述元胞区指向所述终端区的方向上，所述多个第二注入窗口排列成至少两列。

6.根据权利要求5所述的功率器件的制作方法，其特征在于：相邻两列所述第二注入窗口交错设置。

7.根据权利要求5所述的功率器件的制作方法，其特征在于：相邻两列所述第二注入窗口中，靠近所述元胞区的所述第二注入窗口的开口面积大于远离所述元胞区的所述第二注入窗口的开口面积。

8.根据权利要求1所述的功率器件的制作方法，其特征在于：所述遮蔽岛呈方形或圆形，所述第二注入窗口呈方形或圆形。

9.根据权利要求1所述的功率器件的制作方法，其特征在于：所述功率器件包括绝缘栅双极型晶体管。

10.一种功率器件，其特征在于：所述功率器件是采用如权利要求1-9任意一项所述的功率器件的制作方法制作得到。

技术总结
本发明提供一种功率器件及其制作方法，该方法包括以下步骤：提供一包括元胞区及终端区的半导体层；形成遮蔽层于半导体层上并图形化以形成多个离子注入窗口，多个离子注入窗口位于终端区并包括一第一注入窗口及多个分立设置的第二注入窗口，第一注入窗口位于元胞区与第二注入窗口之间并将遮蔽层划分为多个分立设置的遮蔽岛；以图形化的遮蔽层为掩膜对半导体层进行离子注入以在半导体层中形成多个离子注入区；进行退火以使述多个离子注入区融合得到横向变掺杂终端。本发明在终端外围直接通过精准的块状注入窗口进行环注入，注入完成后进行退火，可以形成曲率更好的圆弧状VLD形貌，改善离子注入区交界处的凹型接触，提升VLD终端的耐压效率。

技术研发人员：李巍,贾鹏飞,韩天宇
受保护的技术使用者：无锡华润华晶微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4