一种半导体器件及其制造方法技术

本申请实施例提供一种半导体器件及其制造方法。半导体器件包括：衬底；外延层，位于所述衬底的一侧，所述外延层的远离所述衬底的表面形成有掺杂区，且所述外延层包括有源区和围绕所述有源区的终端区；钝化层，覆盖所述终端区，且对应所述有源区形成有窗口；金属层，覆盖所述窗口和所述钝化层的形成所述窗口的内侧边缘，并在所述窗口内与所述有源区形成肖特基接触。本申请实施例的方案，钝化层结构平铺于金属层下方，钝化层无需包覆金属层，减少了钝化层形成拐角的数量，能够降低钝化层在温度变化如温度循环场景下承受的应力，不易出现开裂现象，从而避免潮气通过裂纹入侵而引发器件失效，提高了器件在高温高潮环境下的鲁棒性。提高了器件在高温高潮环境下的鲁棒性。提高了器件在高温高潮环境下的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件及其制造方法


[0001]本申请涉及半导体
，尤其涉及一种半导体器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]电力电子是电能变换与控制的重要技术，而功率半导体器件是其核心和基础。碳化硅(silicon carbide，SiC)凭借其优良的物理化学特性，能够被用于制备耐高温、高压功率半导体器件，用以发展更高功率密度、低功耗、低制造成本的电力电子系统。
[0003]功率半导体器件包含有源区及终端区，其中终端区可用于延伸反向偏置时的高电场，提高击穿电压。并且，为了避免湿气入侵及高电场作用下产生的不利因素从而影响器件可靠性，终端区需要设置钝化层保护。
[0004]现有半导体器件中，钝化层结构存在比较严重的应力集中问题，在温度变化如温度循环场景下(尤其是极端温循工况下)容易因承受过大应力而出现裂纹，形成潮气入侵路径，进而引发半导体器件失效，影响产品可靠性。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种半导体器件及其制造方法，能够降低钝化层在温度变化如温度循环场景下(尤其是极端温循工况下)承受的应力，不易出现开裂现象，从而可避免潮气通过裂纹入侵而引发器件失效，提高了器件在高温高潮环境下的鲁棒性。
[0006]为此，本申请的实施例采用如下技术方案：
[0007]第一方面，本申请实施例提供一种半导体器件，所述半导体器件包括：衬底；外延层，位于所述衬底的一侧，所述外延层的远离所述衬底的表面形成有掺杂区，且所述外延层包括有源区和围绕所述有源区的终端区；钝化层，覆盖所述终端区，且对应所述有源区形成有窗口；金属层，覆盖所述窗口和所述钝化层的形成所述窗口的内侧边缘，并在所述窗口内与所述有源区形成肖特基接触。
[0008]本申请实施例的半导体器件，将钝化层设置在金属层和外延层之间，即钝化层结构平铺于金属层下方，这样钝化层无需包覆金属层的外侧边缘，减少了钝化层形成拐角的数量，能够降低钝化层在温度变化如温度循环场景下(尤其是极端温循工况下)承受的应力，不易出现开裂现象，从而避免潮气通过裂纹入侵，提高了半导体器件在高温高潮环境下的鲁棒性。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述钝化层包括依次层叠且接触设置的第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层，所述第一钝化层位于所述外延层和所述第二钝化层之间，所述第二钝化层的材质与所述第一钝化层和所述第三钝化层的材质均不同。也就是说，在该实现方式中，钝化层可设置三层结构，由于第二钝化层的材质与第一钝化层和第三钝化层的材质均不同，因此热膨胀系数也不同，即可通过热膨胀系数的差异优化钝化层结构，以进一步避免钝化层开裂，从而更好地防止潮气入侵。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述第一钝化层对应所述有源区设置有第一窗口，所
述第二钝化层对应所述有源区设置有第二窗口，所述第二窗口位于所述第一窗口的外侧，所述第三钝化层包括位于所述第二钝化层的远离所述第一钝化层的侧面的第一部分、覆盖所述第二窗口的内周壁的第二部分以及层叠设置在所述第一钝化层上的第三部分，且所述第三钝化层的第三部分对应所述有源区设置有第三窗口，所述第一窗口与所述第三窗口对应且连通，以形成所述窗口。这样第一钝化层形成第一窗口的内侧边缘与第三钝化层形成第三窗口的内侧边缘层叠且接触，并包覆第二钝化层形成第二窗口的内侧边缘。
[0011]在一种可能的实现方式中，所述第一钝化层和第三钝化层的材质相同，且包括氧化硅；和/或，所述第二钝化层的材质包括氮化硅。由于金属的CTE值较大，氮化硅的CTE值较小，氧化硅的CTE值居中，因此使第三钝化层完全包覆第二钝化层靠近有源区的内侧边缘，一方面可缓冲金属层在温度循环场景下产生的形变应力，另一方面可保护第二钝化层不出现裂纹。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述第三钝化层的厚度小于所述第一钝化层的厚度和所述第二钝化层的厚度。也就是说，在该实现方式中，由于第二钝化层具有一定的厚度，第三钝化层在包覆第二钝化层的靠近有源区的内侧边缘时会形成拐角，使第三钝化层的厚度小于第一钝化层的厚度和第二钝化层的厚度，这样可减小拐角处因温度变化发生形变时的应力，不易出现开裂，可提高器件可靠性。
[0013]在一种可能的实现方式中，所述半导体器件包括：保护层，覆盖所述钝化层和所述金属层的外侧边缘。也就是说，在该实现方式中，为了更好地保护半导体器件，可设置保护层。保护层例如可为PI胶层，即聚亚酰胺。
[0014]第二方面，本申请实施例提供一种半导体器件的制造方法，所述制造方法包括：在外延层的远离衬底的表面形成掺杂区，其中，所述外延层位于衬底的一侧，且包括有源区和围绕所述有源区的终端区；在所述终端区设置钝化层，所述钝化层具有窗口，所述窗口对应所述有源区；在所述窗口和所述钝化层的形成所述窗口的内侧边缘设置金属层，所述金属层与所述有源区在所述窗口内形成肖特基接触。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述钝化层包括第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层，所述在所述终端区设置钝化层，包括：在所述外延层上依次形成第一介质层和第二介质层，其中，所述第一介质层的材质和所述第二介质层的材质不同；在所述第二介质层的对应所述有源区的部分刻蚀第二窗口，以形成所述第二钝化层；在所述第二窗口和所述第二钝化层上形成第三介质层，其中，在所述第二窗口处，所述第三介质层覆盖所述第二窗口的内周壁，并与所述第一介质层层叠且接触，所述第二介质层的材质和所述第三介质层的材质不同；在所述第二窗口的内侧对应有源区的部位对所述第一介质层和所述第三介质层进行刻蚀，包括：在所述第三介质层上刻蚀第三窗口以形成所述第三钝化层和在所述第一介质层上刻蚀第一窗口以形成所述第一钝化层，所述第一窗口与所述第三窗口对应且连通，以形成所述窗口。
[0016]在一种可能的实现方式中，所述第一窗口和所述第三窗口通过一次刻蚀工艺形成。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述制造方法还包括：在所述钝化层和所述金属层的外侧边缘上设置保护层。
[0018]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施例部分予以详细说明。
附图说明
[0019]下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。
[0020]图1A为一种半导体器件的俯视结构示意图；
[0021]图1B为图1A所示的半导体器件沿A
‑
A线的剖视结构示意图；
[0022]图2为本申请实施例提供的一种半导体器件去除了部分保护层后的俯视结构示意图；
[0023]图3为图2所示的半导体器件沿B
‑
B线的剖视结构示意图；
[0024]图4为本申请实施例提供的一种半导体器件的制造方法的流程图；
[0025]图5为图4所示的半导体器件的制造方法的步骤S402的具体流程图；
[0026]图6
‑
图10为图5所示的半导体器件的制造方法的步骤S402的具体过程图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：衬底；外延层，位于所述衬底的一侧，所述外延层的远离所述衬底的表面形成有掺杂区，且所述外延层包括有源区和围绕所述有源区的终端区；钝化层，覆盖所述终端区，且对应所述有源区形成有窗口；金属层，覆盖所述窗口和所述钝化层的形成所述窗口的内侧边缘，并在所述窗口内与所述有源区形成肖特基接触。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述钝化层包括依次层叠且接触设置的第一钝化层、第二钝化层和第三钝化层，所述第一钝化层位于所述外延层和所述第二钝化层之间，所述第二钝化层的材质与所述第一钝化层和所述第三钝化层的材质均不同。3.根据权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一钝化层对应所述有源区设置有第一窗口，所述第二钝化层对应所述有源区设置有第二窗口，所述第二窗口位于所述第一窗口的外侧，所述第三钝化层包括位于所述第二钝化层的远离所述第一钝化层的侧面的第一部分、覆盖所述第二窗口的内周壁的第二部分以及层叠设置在所述第一钝化层上的第三部分，且所述第三钝化层的第三部分对应所述有源区设置有第三窗口，所述第一窗口与所述第三窗口对应且连通，以形成所述窗口。4.根据权利要求2或3所述的半导体器件，其特征在于：所述第一钝化层和第三钝化层的材质相同，且包括氧化硅；和/或，所述第二钝化层的材质包括氮化硅。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第三钝化层的厚度小于所述第一钝化层的厚度和所述第二钝化层的厚度。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：保护层，覆盖...

【专利技术属性】
技术研发人员：余意，刘家甫，王裕如，高博，唐龙谷，王欣，赵东光，罗世金，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：