功率器件及其制备方法技术

一种功率器件及其制备方法，涉及半导体器件技术领域。该功率器件包括：宽带隙衬底；设置于宽带隙衬底上的宽带隙漂移层；设置于宽带隙漂移层中的终端区和有源区，有源区位于终端区之间；设置于有源区上的金属电极层，金属电极层与有源区之间为肖特基接触；设置于金属电极层上的第一材料层；以及，全部或部分覆盖第一材料层并向终端区延伸的钝化层，第一材料层将钝化层与金属电极层完全或部分的隔开；第一材料层的材料的膨胀系数为a，金属电极层的材料的膨胀系数为b，钝化层的材料的膨胀系数为c，其中，a>b>c。该功率器件能够提高器件可靠性。该功率器件能够提高器件可靠性。该功率器件能够提高器件可靠性。

【技术实现步骤摘要】
功率器件及其制备方法


[0001]本公开涉及半导体器件
，具体而言，涉及一种功率器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]半导体功率器件作为电力电子电路中的核心器件用来实现电能的高效传输、转换及其过程中的有效精确控制，实现对电能的优质、高效的利用。正是由于功率半导体器件的研究和发展，才使得电力电子技术朝小型化、大容量、高频化、高效节能、高可靠性和低成本的方向发展。
[0003]传统的半导体功率器件为防止外界水汽与可动离子(诸如，钠)对器件内部结构造成影响，通常会在功率器件的终端区域覆盖一直延伸至正面电极表面的钝化层。然而，这种功率器件在进行TCT(Temperature Cycle Test，温度循环测试)测试时，由于封装器件内的塑封体、正面电极和钝化层的热膨胀系数不同，因此它们之间会因相互挤压而产生应力，进而使得正面电极表面与钝化层会发生开裂，如此，便会使得空气中的水汽与可动离子沿着裂缝进入器件内部，进而造成器件性能退化，甚至导致器件失效。

技术实现思路

[0004]为提高器件的可靠性，本开提供一种功率器件及功率的制备方法。
[0005]本公开的一方面，提供一种功率器件，该功率器件包括：宽带隙衬底；设置于宽带隙衬底上的宽带隙漂移层；设置于宽带隙漂移层中的终端区和有源区，有源区位于终端区之间；设置于有源区上的金属电极层，金属电极层与有源区之间为肖特基接触；设置于金属电极层上的第一材料层；以及，全部或部分覆盖第一材料层并向终端区延伸的钝化层，第一材料层将钝化层与金属电极层完全或部分的隔开；第一材料层的材料的膨胀系数为a，金属电极层的材料的膨胀系数为b，钝化层的材料的膨胀系数为c，其中，a>b>c。
[0006]本公开的另一方面，提供一种功率器件，该功率器件包括：宽带隙衬底；设置于宽带隙衬底上的宽带隙漂移层；设置于宽带隙漂移层中的有源区，设置于宽带隙漂移层中且位于有源区一侧的终端区；设置于宽带隙漂移层上的第一钝化层，第一钝化层被配置为从有源区边缘开始覆盖终端区表面；设置于有源区上的金属电极层，金属电极层与有源区之间为肖特基接触，金属电极层具有高出第一钝化层的台阶，台阶具有朝向第一钝化层的第一侧壁，第一侧壁与第一钝化层相接；设置于金属电极层上的第一材料层，全部或部分覆盖第一材料层并向终端区延伸的第二钝化层，第一材料层将第二钝化层与金属电极层完全或部分的隔开；第一材料层的材料的膨胀系数为a，金属电极层的材料的膨胀系数为b，第二钝化层的材料的膨胀系数为c，其中，a>b>c。
[0007]本公开的又一方面，提供一种功率器件的制备方法，该制备方法包括：提供第一功率器件结构，第一功率器件结构包括宽带隙衬底，设置于宽带隙衬底上的宽带隙漂移层，设置于宽带隙漂移层中的有源区，设置于宽带隙漂移层中且位于有源区一侧的终端区，设置于宽带隙漂移层上的第一钝化层，第一钝化层被配置为从有源区边缘开始覆盖终端区表
面，设置于有源区上的金属电极层，金属电极层与有源区之间为肖特基接触，金属电极层具有高出第一钝化层的台阶，台阶具有朝向第一钝化层的第一侧壁和背离宽带隙漂移层的顶面，第一侧壁与第一钝化层相接；在金属电极层上形成第一材料层；形成第二钝化层，第二钝化层全部或部分覆盖第一材料层并向终端区延伸，第一材料层将第二钝化层与金属电极层完全或部分的隔开，第一材料层的材料的膨胀系数为a，金属电极层的材料的膨胀系数为b，第二钝化层的材料的膨胀系数为c，其中，a>b>c。
[0008]采用本公开的功率器件，在经过TCT测试后，器件的可靠性得到提高。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本公开的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
[0010]图1为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之一；
[0011]图2为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之二；
[0012]图3为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之三；
[0013]图4为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之四；
[0014]图5为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之五；
[0015]图6为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之六；
[0016]图7为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之七；
[0017]图8为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之八；
[0018]图9为本公开一些实施例提供的功率器件的结构示意图之九；
[0019]图10为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之一；
[0020]图11为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之二；
[0021]图12为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之三；
[0022]图13为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之四；
[0023]图14为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之五；
[0024]图15为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之六；
[0025]图16为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之七；
[0026]图17为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之八；
[0027]图18为本公开另一些实施例提供的功率器件的结构示意图之九；
[0028]图19为本公开一些实施例提供的功率器件的制备方法的流程示意图之一；
[0029]图20为本公开一些实施例提供的功率器件的状态示意图之一；
[0030]图21为本公开一些实施例提供的功率器件的状态示意图之二；
[0031]图22为本公开一些实施例提供的功率器件的状态示意图之三；
[0032]图23为本公开一些实施例提供的功率器件的制备方法的流程示意图之二；
[0033]图24为本公开一些实施例提供的功率器件的状态示意图之四；
[0034]图25为本公开一些实施例提供的功率器件的功率器件的制备方法的流程示意图之三；
[0035]图26为本公开一些实施例提供的功率器件的状态示意图之五。
[0036]图标：10
‑
宽带隙衬底；20
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宽带隙漂移层；21
‑
有源区；22
‑
终端区；31
‑
肖特基接触金属；311
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子金属层；32
‑
金属电极层；321
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顶面；322
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第一侧壁；323
‑
台阶；33
‑
金属电极接触区域；41
‑
第一材料层；50A...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率器件，其特征在于，包括：宽带隙衬底；设置于所述宽带隙衬底上的宽带隙漂移层；设置于所述宽带隙漂移层中的终端区和有源区，所述有源区位于所述终端区之间；设置于所述有源区上的金属电极层，所述金属电极层与所述有源区之间为肖特基接触；设置于所述金属电极层上的第一材料层；以及，全部或部分覆盖所述第一材料层并向所述终端区延伸的钝化层，所述第一材料层将所述钝化层与所述金属电极层完全或部分的隔开；所述第一材料层的材料的膨胀系数为a，所述金属电极层的材料的膨胀系数为b，所述钝化层的材料的膨胀系数为c，其中，a>b>c。2.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述金属电极层具有背离所述宽带隙漂移层的顶面和面向所述终端区的第一侧壁，所述第一材料层被配置为从所述顶面的边缘向所述第一侧壁延伸并覆盖所述第一侧壁。3.根据权利要求1所述的功率器件，其特征在于，所述金属电极层包括面向所述终端区的第一侧壁，所述第一材料层设置在所述第一侧壁上。4.根据权利要求3所述的功率器件，其特征在于，所述第一侧壁的高度为h，所述第一材料层被配置为从所述第一侧壁高于1/2h处向朝向宽带隙漂移层的方向延伸。5.根据权利要求4所述的功率器件，其特征在于，所述第一材料层被配置为与所述金属电极层的顶面相齐平，并向朝向宽带隙漂移层的方向延伸，所述钝化层被配置为全部覆盖所述第一材料层并向所述终端区延伸，所述第一材料层将所述金属电极层与所述钝化层完全隔开。6.一种功率器件，其特征在于，包括：宽带隙衬底；设置于所述宽带隙衬底上的宽带隙漂移层；设置于所述宽带隙漂移层中的有源区，设置于所述宽带隙漂移层中且位于有源区一侧的终端区；设置于宽带隙漂移层上的第一钝化层，所述第一钝化层被配置为从所述有源区边缘开始覆盖所述终端区表面；设置于所述有源区上的金属电极层，所述金属电极层与所述有源区之间为肖特基接触，所述金属电极层具有高出所述第一钝化层的台阶，所述台阶具有朝向所述第一钝化层的第一侧壁，所述第一侧壁与所述第一钝化层相接；设置于所述金属电极层上的第一材料层，全部或部分覆盖所述第一材料层并向所述终端区延伸的第二钝化层，所述第一材料层将所述第二钝化层与所述金属电极层完全或部分的隔开；所述第一材料层的材料的膨胀系数为a，所述金属电极层的材料的膨胀系数为b，所述第二钝化层的材料的膨胀系数为c，其中，a>b>c。7.根据权利要求6所述的功率器件，其特征在于，所述第一材料层的材料为聚酰亚胺；和/或，所述第一钝化层的材料为氧化硅；
和/或，所述第二钝化层的材料为氧化硅或氮化硅。8.根据权利要求6所述的功率器件，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶永洪，蔡文必，徐少东，
申请(专利权)人：厦门市三安集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：