功率器件用复合终端结构制造技术

本发明专利技术涉及一种功率器件用复合终端结构。其包括第一导电类型衬底以及位于所述第一导电类型衬底内的JTE横向终端扩展结构，所述JTE横向终端扩展结构包括第二导电类型JTE区；在所述终端结构的截面图上，在第二导电类型JTE区内设置若干截断型沟槽，所述截断型沟槽沿第一导电类型衬底中心指向所述第一导电类型衬底外圈边缘方向依次排布，截断型沟槽在第一导电类型衬底的深度大于第二导电类型JTE区的结深；在任一截断型沟槽内均设置低介电绝缘填充体，所述低介电绝缘填充体填满所在的截断型沟槽。本发明专利技术有效改善终端受外界电荷的影响，提高终端耐压的可靠性。高终端耐压的可靠性。高终端耐压的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
功率器件用复合终端结构


[0001]本专利技术涉及一种终端结构，尤其是一种功率器件用复合终端结构。

技术介绍

[0002]功率半导体器件是电力电子电路中的核心器件之一，广泛应用于汽车、电源、电机驱动器等。目前，功率半导体器件的终端存在JTE横向结终端扩展结构，但现有JTE(结终端拓展)横向结终端扩展结构的表面注入剂量偏低，基本上在1e12～1e13/cm2数量级，在无场板保护下，受工艺线引入电荷影响较大。
[0003]对功率器件的终端，由于主结环(Ring)的表面注入剂量较高，具体注入剂量在1e13～1e15/cm2数量级，使得终端结构击穿位置在主结环的拐弯处，即主结环拐弯处所承受的电场强度最大。但实际工艺中，受产线机台注入剂量的偏差，会使得JTE横向结终端扩展结构受影响，浓度低，于是击穿在JTE横向结终端扩展结构处，使得实际流片的终端可靠性不佳，耐压不足。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种功率器件用复合终端结构，其有效改善终端受外界电荷的影响，提高终端耐压的可靠性。
[0005]按照本专利技术提供的技术方案，所述功率器件用复合终端结构，包括第一导电类型衬底以及位于所述第一导电类型衬底内的JTE横向终端扩展结构，所述JTE横向终端扩展结构包括第二导电类型JTE区；
[0006]在所述终端结构的截面图上，在第二导电类型JTE区内设置若干截断型沟槽，所述截断型沟槽沿第一导电类型衬底中心指向所述第一导电类型衬底外圈边缘方向依次排布，截断型沟槽在第一导电类型衬底的深度大于第二导电类型JTE区的结深；
[0007]在任一截断型沟槽内均设置低介电绝缘填充体，所述低介电绝缘填充体填满所在的截断型沟槽。
[0008]在第二导电类型JTE区内设置至少三个截断型沟槽，相邻截断型沟槽的间距相等，或者，沿第一导电类型衬底中心指向所述第一导电类型衬底外圈边缘方向上，相邻截断型沟槽的间距逐渐减小。
[0009]沿第一导电类型衬底中心指向所述第一导电类型衬底外圈边缘方向上，截断型沟槽的宽度逐渐减小，且截断型沟槽在第一导电类型衬底内的深度逐渐减小。
[0010]所述第二导电类型JTE区与形成主结环拐弯处的第二导电类型基区接触，且第二导电类型JTE区在第一导电类型衬底内的结深小于第二导电类型基区在第一导电类型衬底内的结深。
[0011]还包括与第二导电类型基区欧姆接触的正面金属，在所述第一导电类型衬底的背面设置背面金属，所述背面金属与第一导电类型衬底欧姆接触。
[0012]所述低介电绝缘填充体的材料包括苯并环丁烯树脂。
[0013]还包括覆盖第一导电类型衬底正面的绝缘介质层，在所述绝缘介质层内还设置多晶硅层；
[0014]在所述终端结构的截面图上，所述多晶硅层与JTE横向终端扩展结构正对应，且多晶硅层的横向长度大于JTE横向终端扩展结构的横向长度。
[0015]在所述第一导电类型衬底的外圈边缘设置第一导电类型截止环，所述第一导电类型截止环与截止环金属欧姆接触。
[0016]所述多晶硅层为未掺杂多晶硅，所述多晶硅层的厚度为
[0017]邻近第一导电类型衬底中心的截断型沟槽，所述截断型沟槽横跨主结环拐弯处的第二导电类型基区以及第二导电类型JTE区，且所述邻近第一导电类型衬底中心的截断型沟槽的深度不小于主结内第二导电类型基区的结深。
[0018]本专利技术的优点：JTE横向终端扩展结构内设置n个截断型沟槽，n≥3，在截断型沟槽内填充低介电绝缘填充体作为钝化处理，消除主结外围以及由于受产线机台注入剂量的偏差在其他注入结外围的电场集中从而增加击穿电压。截断型沟槽内填充的低介电绝缘填充体主要是低介电常数绝缘材料，低介电常数的材料比硅能承受更大的峰值电场，从而能够有更高的击穿电压。
[0019]本专利技术在第二导电类型JTE区的正上方设置绝缘介质层以及多晶硅层，根据制备得到多晶硅层的工艺过程可知，多晶硅层内的B杂质不会因为热氧化过程而丢失到绝缘介质层中。同时，由于多晶硅层的引入，作为扩散阻挡层，也会阻止工艺线引入电荷对终端的影响，提高终端区的可靠性；与现有工艺兼容，降低工艺成本。
附图说明
[0020]图1为专利技术的示意图。
[0021]附图标记说明：1
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正面金属、2
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多晶硅层、3
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绝缘介质层、4
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截止环金属、5
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P型基区、6
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截断型沟槽组、61
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截断型沟槽、7
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P型JTE区、71
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槽间JTE区、8
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N+截止环、9
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N型漂移区、10
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N+基底、11
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背面金属以及12
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低介电绝缘填充体。
具体实施方式
[0022]下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。
[0023]如图1所示：为了有效改善终端受外界电荷的影响，提高终端耐压的可靠性，以第一导电类型为N型，第二导电类型为P型为例，本专利技术功率器件用复合终端结构，具体地：包括N型衬底以及位于所述N型衬底内的JTE横向终端扩展结构，所述JTE横向终端扩展结构包括P型JTE区7；
[0024]在所述终端结构的截面图上，在P型JTE区7内设置若干截断型沟槽61，所述截断型沟槽61沿第一导电类型衬底中心指向所述第一导电类型衬底外圈边缘方向依次排布，截断型沟槽61在N型衬底的深度大于P型JTE区7的结深；
[0025]在任一截断型沟槽61内均设置低介电绝缘填充体12，所述低介电绝缘填充体12填满所在的截断型沟槽61。
[0026]具体地，N型衬底的材料可以选择现有常用的材料，如硅等，具体材料类型可以根据需要选择，以能满足实际应用需求为准。图1中，N型衬底包括N+基底10以及设置于所述N+
基底10上的N型漂移区9，N型漂移区9的掺杂浓度小于N+基底10的掺杂浓度，利用N型漂移区9的表面形成N型衬底的正面，利用N+基底10的表面形成N型衬底的背面，所述背面为与正面相对应的表面，N型衬底的背面、正面的具体与现有相一致，此处不再赘述。
[0027]对于功率器件，在N型衬底的中心区一般设置为有源区，在有源区的外圈设置终端区，终端区环绕包围有源区，有源区、终端区间的具体位置关系以及具体配合工作等均与现有相一致，为本
人员所熟知，此处不再赘述。在N型衬底的终端区内设置JTE横向终端扩展结构，JTE横向终端扩展结构可与现有相一致，即JTE横向终端扩展结构包括P型JTE区7，P型JTE区7在N型衬底的终端区内呈横向分布，所述横向分布具体是指沿有源区指向终端区的方向分布，P型JTE区的横向长度小于终端区的宽度。
[0028]为了提高终端区的耐压，在P型JTE区7内设置若干截断型沟槽61，其中，所述多个截断型沟槽61沿P型JTE区7的横本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率器件用复合终端结构，包括第一导电类型衬底以及位于所述第一导电类型衬底内的JTE横向终端扩展结构，所述JTE横向终端扩展结构包括第二导电类型JTE区；其特征是：在所述终端结构的截面图上，在第二导电类型JTE区内设置若干截断型沟槽，所述截断型沟槽沿第一导电类型衬底中心指向所述第一导电类型衬底外圈边缘方向依次排布，截断型沟槽在第一导电类型衬底的深度大于第二导电类型JTE区的结深；在任一截断型沟槽内均设置低介电绝缘填充体，所述低介电绝缘填充体填满所在的截断型沟槽。2.根据权利要求1所述功率器件用复合终端结构，其特征是：在第二导电类型JTE区内设置至少三个截断型沟槽，相邻截断型沟槽的间距相等，或者，沿第一导电类型衬底中心指向所述第一导电类型衬底外圈边缘方向上，相邻截断型沟槽的间距逐渐减小。3.根据权利要求1所述功率器件用复合终端结构，其特征是：沿第一导电类型衬底中心指向所述第一导电类型衬底外圈边缘方向上，截断型沟槽的宽度逐渐减小，且截断型沟槽在第一导电类型衬底内的深度逐渐减小。4.根据权利要求1所述功率器件用复合终端结构，其特征是：所述第二导电类型JTE区与形成主结环拐弯处的第二导电类型基区接触，且第二导电类型JTE区在第一导电类型衬底内的结深小于第二导电类型基区在第一导电类型衬底内的结...

【专利技术属性】
技术研发人员：李哲锋，许生根，杨晓鸾，孔凡标，李磊，
申请(专利权)人：江苏中科君芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：