功率器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种功率器件包括衬底、形成在衬底上的外延层、形成在所述外延层的第一掺杂区及与第一掺杂区相连的第二掺杂区、形成在所述第二掺杂区的终端结构，所述终端结构包括形成在第二掺杂区的多个间隔设置的第一注入区、形成在所述第二掺杂区的多个与第一注入区正交的第二注入区、形成在所述第二掺杂区的氧化层、形成在所述氧化层上的多个场板及引线层，所述第一注入区的横向长度与所述第二掺杂区的横向长度相同，所述第一注入区、第二注入区及从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区位于同一平面，所述场板与从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区对应设置。本发明专利技术还提供功率器件的制造方法，增强所述功率器件的耐压降低制造成本。

【技术实现步骤摘要】
功率器件及其制造方法
本专利技术涉及半导体芯片制造工艺
,尤其涉及一种功率器件及其制造方法。
技术介绍
功率器件的耐压能力主要取决于器件结构中特定PN结的反偏击穿电压，而功率器件为了得到一定的电流能力，通常由很多的元胞并联组成。在器件反向耐压时，由于元胞和元胞之间的横向电场相互抵消，因为击穿一般不会发生在元胞内部。但是最外面的元胞会由于电场集中而发生击穿。因此就需要特定的结构来降低电场从而提高击穿电压，这些特殊结构称之为终端结构。目前，采用平面工艺制作的功率器件，其结终端结构主要在主结边缘处(常是弯曲的)设置一些延伸结构，使主结耗尽区向外扩展的作用，从而降低其内的电场强度，最终提高功率器件的耐压，然而这种终端结构所需空间较大，需要较高的成本。
技术实现思路
本专利技术提供了一种提升功率器件的耐压性能、缩小功率器件的尺寸、制备成本低的功率器件。为解决上述技术问题，一方面，本专利技术提供以下技术方案来实现。一种功率器件，其包括第一导电类型的衬底、形成在所述衬底上的第一导电类型的外延层、形成在所述外延层的第二导电类型的第二掺杂区及与所述第一掺杂区相连的第二导电类型的第二掺杂区、形成在所述第二掺杂区的终端结构，所述终端结构包括形成在所述第二掺杂区的多个间隔设置的具有第二导电类型的第一注入区、形成在所述第二掺杂区的多个与第一注入区正交且具有第一导电类型的第二注入区、形成在所述第二掺杂区的氧化层、形成在所述氧化层上的引线层及多个场板，所述第一注入区的横向长度与所述第二掺杂区的横向长度相同，所述第一注入区、所述第二注入区及从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区位于同一平面，所述场板与从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区对应设置。本专利技术提供一种功率器件，其有益效果为：采用类似超结结构来改变半导体表面电场的分布，同时，所述场板也会对所述功率器件表面电场起到调制作用，最终使所述功率器件表面电场呈现均匀分布。本专利技术能够缓解所述功率器件表面的电场集中，使其耐压能尽量达到平面结的击穿电压，提高所述功率器件的性能。另一方面，本专利技术还提供一种功率器件的制造方法，其包括以下步骤：S401：提供一个第一导电类型的衬底：S402：在所述衬底上形成第一导电类型的外延层；S403：在所述外延层上形成第二导电类型的第一掺杂区及第二导电类型的第二掺杂区；S404：在所述第二掺杂区形成多个第一注入区；S405：在所述第二掺杂区形成多个间隔设置的第二注入区，所述第一注入区、所述第二注入区及从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区位于同一平面；S406：在所述外延层上表面沉积一层氧化层，对所述氧化层进行刻蚀，保留所述第一注入区与所述第二注入区上表面的氧化层；S407：在所述氧化层上形成多个间隔设置的场板及引线层，所述场板与从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区对应设置。本专利技术提供的一种功率器件的制造方法，其有益效果为：通过在所述功率器件形成第二掺杂区，在所述第二掺杂区形成第一注入区，接着在所述第二掺杂区形成多个第一注入区及第二注入区，在所述氧化层上沉积形成引线及多个场板，在所述功率器件耐压时，所述功率器件的终端结构的横向优先耗尽，所述场板具有减小所述功率器件表面电场的作用，可以使所述功率器件表面电场均匀分布，所述终端结构形成在所述第二掺杂区，所述第一注入区、所述第二注入区及从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区位于同一平面，减小了所述终端结构的体积，增强了所述功率器件的耐压性能，降低了制造成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的功率器件的结构示意图；图2至图13为本专利技术的功率器件的制造方法的过程图；图14为本专利技术的功率器件的制造方法的流程图。图中：功率器件1；衬底10；外延层20；第一掺杂区30；第二掺杂区40；终端结构50；第一注入区51；第一横向注入区511；第一纵向注入区512；第二注入区52；氧化层53；场板54；多晶硅层55；引线层56；第三掺杂区60。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的具体技术方案、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。参阅附图1及图9，本专利技术提供一种功率器件1包括第一导电类型的衬底10、形成在所述衬底10上的第一导电类型的外延层20、形成在所述外延层20的第二导电类型的第一掺杂区30及与所述第一掺杂区30相连的第二导电类型的第二掺杂区40、形成在所述第二掺杂区40的终端结构50，所述终端结构50包括形成在所述第二掺杂区40的多个间隔设置的具有第二导电类型的第一注入区51、形成在所述第二掺杂区40的多个与第一注入区51正交且具有第一导电类型的第二注入区52、形成在所述第二掺杂区40的氧化层53、形成在所述氧化层53上的多个场板54及引线层56，所述第一注入区51的横向长度与所述第二掺杂区40的横向长度相同，所述第一注入区51、所述第二注入区52及从相邻两个第二注入区52之间露出的第二掺杂区40位于同一平面，所述场板54与从相邻两个第二注入区52之间露出的第二掺杂区40对应设置。本专利技术提供一种功率器件1，通过在所述第二掺杂区40表面形成终端结构50，所述终端结构50包括多个间隔设置的第一注入区51、与所述第一注入区51正交的第一注入区52及多个场板54，且所述第一注入区51、第二注入区52及从相邻两个第二注入区52之间露出的第二掺杂区40位于同一平面，即所述终端结构50位于所述第二掺杂区40上，所述终端结构50通过形成多个PN结(图未示)来改变所述功率器件1表面电场的分布，同时，所述场板54也会对所述功率器件1表面电场起到调制作用，最终使所述功率器件1表面电场呈现均匀分布。本专利技术能够缓解所述功率器件1表面的电场集中，使其耐压能尽量达到平面结的击穿电压，提高所述功率器件1的性能。所述终端结构50起到了调节所述功率器件1表面电场集中和耐压性能的作用，缩小了所述终端结构50的横向面积，在所述终端结构50的纵向未设置额外结构，整体缩小了所述功率器件1的尺寸，提高了所述功率器件1的集成度。降低了制造成本。可以理解，在所述功率器件1表面形成所述氧化层53，一方面所述氧化层53为绝缘体，若没有任何缺陷，则它的击穿将主要是雪崩增式的本征击穿，即强电场导致载流子倍增而产生很大的反向电流，产生这种本征击穿的电场很强，则相应的本征击穿电压很高。若存在缺陷(例如空洞或者裂缝等)，则会出现局部电场集中现象，容易产生内部放电而形成许多导电通道，从而使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件，其特征在于：其包括第一导电类型的衬底、形成在所述衬底上的第一导电类型的外延层、形成在所述外延层的第二导电类型的第一掺杂区及与所述第一掺杂区相连的第二导电类型的第二掺杂区、形成在所述第二掺杂区的终端结构，所述终端结构包括形成在所述第二掺杂区的多个间隔设置的具有第二导电类型的第一注入区、形成在所述第二掺杂区的多个与第一注入区正交且具有第一导电类型的第二注入区、形成在所述第二掺杂区的氧化层、形成在所述氧化层上的多个场板及引线层，所述第一注入区的横向长度与所述第二掺杂区的横向长度相同，所述第一注入区、所述第二注入区及从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区位于同一平面，所述场板与从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区对应设置。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件，其特征在于：其包括第一导电类型的衬底、形成在所述衬底上的第一导电类型的外延层、形成在所述外延层的第二导电类型的第一掺杂区及与所述第一掺杂区相连的第二导电类型的第二掺杂区、形成在所述第二掺杂区的终端结构，所述终端结构包括形成在所述第二掺杂区的多个间隔设置的具有第二导电类型的第一注入区、形成在所述第二掺杂区的多个与第一注入区正交且具有第一导电类型的第二注入区、形成在所述第二掺杂区的氧化层、形成在所述氧化层上的多个场板及引线层，所述第一注入区的横向长度与所述第二掺杂区的横向长度相同，所述第一注入区、所述第二注入区及从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区位于同一平面，所述场板与从相邻两个第二注入区之间露出的第二掺杂区对应设置。2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于：所述功率器件还包括形成在所述外延层的第一导电类型的第三掺杂区，所述第三掺杂区与所述第二掺杂区间隔设置且位于所述第二掺杂区远离所述第一掺杂区的一侧，所述第一掺杂区、第二掺杂区及第三掺杂区的掺杂浓度依次减小。3.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于：所述第二掺杂区的掺杂浓度、第一注入区的注入浓度及第二注入区的注入浓度依次增大。4.根据权利要求1所述的一种功率器件的制造方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：S401：提供一个第一导电类型的衬底：S402：在所述衬底上形成第一导电类型的外延层；S403：在所述外延层上形成第二导电类型的第一掺杂区及第二导电类型的第二掺杂区；S404：在所述第二掺杂区形成多个第一注入区；S405：在所述第二掺杂区形成多个间隔设置的第二注入区，所述第一注入区、所述第二注...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永贵，阳林涛，邱一平，
申请(专利权)人：王永贵，阳林涛，邱一平，
类型：发明
国别省市：广东,44