SiC功率器件及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，具体地说，涉及sic功率器件及其制备方法。

背景技术：

1、sic(碳化硅)功率器件具有高电压、低损耗、高效率等特点，被认为是理想的半导体器件。层间介质层(ild layer)是sic功率器件中的一种保护膜层。sic功率器件在生产过程中，需要经过高温高湿反偏测试(h3trb)的考核。现有的层间介质层通常采用四乙氧基硅烷二氧化硅(peteos)等材质制成，阻档水汽可动离子等杂质能力弱，造成高温高湿反偏测试过程中水汽及其他杂质进入sic器件中，影响器件表面电场分布，发生表面漏电现象，导致sic器件考核失效。

2、需要说明的是，上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

1、本发明提供一种sic功率器件及其制备方法，改进sic功率器件的层间介质层，在层间介质层中增加一层致密性膜层，能够阻止水汽及其他杂质进入器件层，减少对器件表面电场分布的影响，降低表面漏电概率，从而提高sic功率器件的可靠性和稳定性，提升sic功率器件在高温高湿反偏测试中的通过性。

2、根据本发明的一个方面，提供一种sic功率器件，包括sic基底、形成在所述sic基底上的器件层和形成在所述器件层上的层间介质层；所述层间介质层包括：二氧化硅层，覆盖所述器件层的表面；致密性膜层，覆盖所述二氧化硅层的表面；以及，硼磷硅玻璃层，覆盖所述致密性膜层的表面。

3、在一些实施例中，所述致密性膜层的材质选自以下任一种：氮化硅、氮氧化硅、富硅氧化硅和富硅氮化硅。

4、在一些实施例中，所述器件层的上表面形成有栅极，所述二氧化硅层覆盖所述栅极的上表面和侧面、及所述器件层的裸露的上表面。

5、在一些实施例中，所述器件层包括：轻掺杂n型区，形成在所述sic基底上、具有第一隆起区；p型阱区，形成在所述轻掺杂n型区的部分非隆起区上、具有与所述第一隆起区相邻接且相齐平的第二隆起区；重掺杂n型区，形成在所述p型阱区的非隆起区上、与所述第二隆起区相齐平；重掺杂p型区，形成在所述轻掺杂n型区的部分非隆起区上、与所述重掺杂n型区相邻接且相齐平；以及，栅极，形成在所述第一隆起区、所述第二隆起区和部分所述重掺杂n型区上。

6、在一些实施例中，所述的sic功率器件还包括：源极蚀刻区，形成在所述重掺杂p型区和部分所述重掺杂n型区中、且与所述栅极相间隔。

7、在一些实施例中，所述硼磷硅玻璃层具有第三隆起区，所述第三隆起区在所述器件层上的垂直投影覆盖所述栅极和部分所述重掺杂n型区、且与所述源极蚀刻区相间隔。

8、根据本发明的又一个方面，提供一种sic功率器件的制备方法，用于制备如上述任意实施例所述的sic功率器件，包括：在形成在sic基底上的器件层上形成层间介质层，包括：形成覆盖所述器件层的表面的二氧化硅层；形成覆盖所述二氧化硅层的表面的致密性膜层；以及，形成覆盖所述致密性膜层的表面的硼磷硅玻璃层。

9、在一些实施例中，所述二氧化硅层、所述致密性膜层和所述硼磷硅玻璃层均采用dep沉积工艺形成。

10、在一些实施例中，所述器件层的上表面形成有栅极，所述栅极的侧壁在所述器件层的上表面的垂直投影位于所述器件层的重掺杂n型区内，所述器件层还包括与所述重掺杂n型区相邻接且相齐平的重掺杂p型区；所述制备方法还包括：自所述硼磷硅玻璃层向下蚀刻至所述重掺杂p型区和部分所述重掺杂n型区中，形成露出所述重掺杂p型区和部分所述重掺杂n型区、且与所述栅极相间隔的源极蚀刻区。

11、在一些实施例中，形成所述二氧化硅层、所述致密性膜层和所述硼磷硅玻璃层时，使所述二氧化硅层、所述致密性膜层和所述硼磷硅玻璃层的隆起的侧壁在所述器件层上的垂直投影均位于所述重掺杂n型区内；自所述硼磷硅玻璃层向下蚀刻时，自所述硼磷硅玻璃层的在所述器件层上的垂直投影位于所述重掺杂n型区内的非隆起部位向下蚀刻。

12、本发明与现有技术相比的有益效果至少包括：

13、本发明改进sic功率器件的层间介质层，在层间介质层中增加一层致密性膜层，形成依次覆盖器件层表面的二氧化硅层、致密性膜层和硼磷硅玻璃层，能够阻止水汽及其他杂质进入器件层，减少对器件表面电场分布的影响，降低表面漏电概率，从而提高sic功率器件的可靠性和稳定性，提升sic功率器件在高温高湿反偏测试中的通过性。

14、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

技术特征：

1.一种sic功率器件，包括sic基底、形成在所述sic基底上的器件层和形成在所述器件层上的层间介质层；

2.如权利要求1所述的sic功率器件，其特征在于，所述致密性膜层的材质选自以下任一种：

3.如权利要求1所述的sic功率器件，其特征在于，所述器件层的上表面形成有栅极，所述二氧化硅层覆盖所述栅极的上表面和侧面、及所述器件层的裸露的上表面。

4.如权利要求1所述的sic功率器件，其特征在于，所述器件层包括：

5.如权利要求4所述的sic功率器件，其特征在于，还包括：

6.如权利要求5所述的sic功率器件，其特征在于，所述硼磷硅玻璃层具有第三隆起区，所述第三隆起区在所述器件层上的垂直投影覆盖所述栅极和部分所述重掺杂n型区、且与所述源极蚀刻区相间隔。

7.一种sic功率器件的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-6任一项所述的sic功率器件，包括：

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅层、所述致密性膜层和所述硼磷硅玻璃层均采用dep沉积工艺形成。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述器件层的上表面形成有栅极，所述栅极的侧壁在所述器件层的上表面的垂直投影位于所述器件层的重掺杂n型区内，所述器件层还包括与所述重掺杂n型区相邻接且相齐平的重掺杂p型区；

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，形成所述二氧化硅层、所述致密性膜层和所述硼磷硅玻璃层时，使所述二氧化硅层、所述致密性膜层和所述硼磷硅玻璃层的隆起的侧壁在所述器件层上的垂直投影均位于所述重掺杂n型区内；

技术总结
本发明涉及半导体技术领域，提供SiC功率器件及其制备方法。SiC功率器件包括SiC基底、形成在所述SiC基底上的器件层和形成在所述器件层上的层间介质层；所述层间介质层包括：二氧化硅层，覆盖所述器件层的表面；致密性膜层，覆盖所述二氧化硅层的表面；以及，硼磷硅玻璃层，覆盖所述致密性膜层的表面。本发明改进SiC功率器件的层间介质层，在层间介质层中增加一层致密性膜层，形成依次覆盖器件层表面的二氧化硅层、致密性膜层和硼磷硅玻璃层，能够阻止水汽及其他杂质进入器件层，减少对器件表面电场分布的影响，降低表面漏电概率，从而提高SiC功率器件的可靠性和稳定性，提升SiC功率器件在高温高湿反偏测试中的通过性。

技术研发人员：吴贤勇,杨顺舟,陈国鑫
受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11