一种耐压器件及其制作方法与流程

本申请涉及半导体，具体而言，涉及一种耐压器件及其制作方法。

背景技术：

1、碳化硅器件理想击穿电压下的pn结是平行平面结，而实际器件的终端区结弯曲造成局部区域电场过于集中，使器件提前出现击穿现象。对于实际的器件，为了尽量减小甚至消除器件结终端弯曲部分对器件击穿电压的不利影响，提高器件反向耐压，必须在器件终端采取有利的保护措施，而jte（ junction termination extension ）结终端扩展结构就是其中一种较为常用的终端结构。

2、jte虽然终端效率很高，能在较小的终端尺寸下实现高的耐压，但终端性能对jte区域的掺杂剂量或掺杂浓度非常敏感，可靠性较差。研究发现，在不同的jte区域的掺杂剂量下，击穿容易发生在主结边缘或jte区域的尾部边缘，导致器件的可靠性较低，电性能稳定性较差。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种耐压器件及其制作方法，以提升耐压器件的电性能稳定性与可靠性。

2、为了解决上述问题，本申请提供了以下技术方案：

3、一方面，本申请实施例提供了一种耐压器件，所述耐压器件包括：

4、第一类型衬底；

5、位于所述衬底正面的第一类型外延层；

6、位于所述衬底背面的第一金属层；

7、位于所述外延层表层的第二类型主结区；

8、位于所述外延层表层且与所述第二类型主结区接触的第二类型结终端拓展区；

9、位于结终端拓展区外且远离所述主结区和/或位于所述结终端拓展区内的辅助环；

10、位于所述外延层内且靠近所述辅助环的浅环区；

11、位于所述主结区表面的第二金属层以及位于所述结终端拓展区表面的钝化保护层；其中，

12、所述浅环区用于使所述结终端拓展区界面呈电中性。

13、可选地，所述辅助环的数量与所述浅环区的数量均为多个，且靠近每个所述辅助环的位置均设置有至少一个浅环区。

14、可选地，所述浅环区包括第一类型浅环区与第二类型浅环区，靠近所述辅助环的两侧分别设置第一类型浅环区与第二类型浅环区。

15、可选地，所述浅环区包括第一类型浅环区与第二类型浅环区，当所述钝化保护层中电荷的极性固定时，靠近所述辅助环的一侧或两侧设置第一类型浅环区或第二类型浅环区，且所述浅环区的多子的极性与所述钝化保护层中电荷的极性相同。

16、可选地，所述辅助环的数量包括至少两个，至少两个辅助环的掺杂浓度沿远离主结区的方向逐渐变小。

17、可选地，当至少两个辅助环位于所述结终端拓展区内时，靠近所述主结区的第一个辅助环的掺杂浓度与所述主结区的掺杂浓度相同；远离所述主结区的最后一个辅助环的掺杂浓度与所述结终端拓展区的掺杂浓度相等；

18、当至少两个辅助环位于结终端拓展区外时，靠近所述结终端拓展区的第一个辅助环掺杂浓度与所述结终端拓展区的掺杂浓度相同。

19、可选地，所述辅助环的数量包括至少两个，相邻两个辅助环的间距沿远离所述主结区的方向逐渐变大。

20、可选地，所述辅助环的数量包括至少两个，至少两个辅助环的宽度沿远离所述主结区的方向逐渐变小。

21、可选地，所述辅助环的数量包括至少两个，至少两个辅助环的深度沿远离所述主结区的方向逐渐变小。

22、另一方面，本申请实施例还提供了一种耐压器件制作方法，所述耐压器件制作方法包括：

23、提供第一类型衬底；

24、基于所述衬底正面生长第一类型外延层；

25、基于所述外延层进行离子注入，并制作第二类型主结区、第二类型结终端拓展区、位于所述结终端拓展区外且远离所述主结区和/或位于所述结终端拓展区内的辅助环以及靠近所述辅助环的浅环区；

26、离子注入退火；

27、制作位于所述结终端拓展区表面的钝化保护层、位于所述主结区表面的第二金属层以及位于所述衬底背面的第一金属层。

28、相对于现有技术，本申请实施例具有以下有益效果：

29、本申请提供了一种耐压器件及其制作方法，该耐压器件包括第一类型衬底；位于衬底正面的第一类型外延层；位于衬底背面的第一金属层；位于外延层表层的第二类型主结区；位于外延层表层且与第二类型主结区接触的第二类型结终端拓展区；位于结终端拓展区外且远离主结区和/或位于结终端拓展区内的辅助环；位于外延层内且靠近辅助环的浅环区；位于主结区表面的第二金属层以及位于结终端拓展区表面的钝化保护层；其中，浅环区用于使结终端拓展区界面呈电中性。一方面，本申请通过在结终端拓展区的基础上引入辅助环的方式，可以改善主结边缘与结终端拓展区尾部的电场分布，进而提高击穿电压，且器件电性能稳定性与可靠性更高。另一方面，通过设置浅环区，可以降低终端电荷敏感性，改善了表面电场，使终端界面呈现电中性，进而降低表面漏电，提高击穿电压和终端效率。

30、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种耐压器件，其特征在于，所述耐压器件包括：

2.如权利要求1所述的耐压器件，其特征在于，所述辅助环（106）的数量与所述浅环区的数量均为多个，且靠近每个所述辅助环（106）的位置均设置有至少一个浅环区。

3.如权利要求1所述的耐压器件，其特征在于，所述浅环区包括第一类型浅环区（107）与第二类型浅环区（108），靠近所述辅助环（106）的两侧分别设置第一类型浅环区（107）与第二类型浅环区（108）。

4.如权利要求1所述的耐压器件，其特征在于，所述浅环区包括第一类型浅环区（107）与第二类型浅环区（108），当所述钝化保护层（109）中电荷的极性固定时，靠近所述辅助环（106）的一侧或两侧设置第一类型浅环区（107）或第二类型浅环区（108），且所述浅环区的多子的极性与所述钝化保护层（109）中电荷的极性相同。

5.如权利要求1所述的耐压器件，其特征在于，所述辅助环（106）的数量包括至少两个，至少两个辅助环（106）的掺杂浓度沿远离主结区的方向逐渐变小。

6.如权利要求5所述的耐压器件，其特征在于，当至少两个辅助环（106）位于所述结终端拓展区内时，靠近所述主结区的第一个辅助环（106）的掺杂浓度与所述主结区的掺杂浓度相同；远离所述主结区的最后一个辅助环（106）的掺杂浓度与所述结终端拓展区的掺杂浓度相等；

7.如权利要求1所述的耐压器件，其特征在于，所述辅助环（106）的数量包括至少两个，相邻两个辅助环（106）的间距沿远离所述主结区的方向逐渐变大。

8.如权利要求1所述的耐压器件，其特征在于，所述辅助环（106）的数量包括至少两个，至少两个辅助环（106）的宽度沿远离所述主结区的方向逐渐变小。

9.如权利要求1所述的耐压器件，其特征在于，所述辅助环（106）的数量包括至少两个，至少两个辅助环（106）的深度沿远离所述主结区的方向逐渐变小。

10.一种耐压器件制作方法，其特征在于，所述耐压器件制作方法包括：

技术总结
本申请提供了一种耐压器件及其制作方法，涉及半导体技术领域。该耐压器件包括第一类型衬底；位于衬底正面的第一类型外延层；位于衬底背面的第一金属层；位于外延层表层的第二类型主结区；位于外延层表层且与第二类型主结区接触的第二类型结终端拓展区；位于结终端拓展区外且远离主结区和/或位于结终端拓展区内的辅助环；位于外延层内且靠近辅助环的浅环区；位于主结区表面的第二金属层以及位于结终端拓展区表面的钝化保护层；其中，浅环区用于使结终端拓展区界面呈电中性。本申请提供的耐压器件及其制作方法具有电性能稳定性与可靠性更高的优点。

技术研发人员：李大龙,吕方栋,蔡威岳
受保护的技术使用者：通威微电子有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12