【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，具体涉及一种二极管功率器件及其制备方法。
技术介绍
1、场板技术作为最常见的终端技术，目前被广泛使用在功率器件设计中，以优化电场分布与提高器件击穿电压。场板结构通过引入峰值来优化电场分布的方式对器件的击穿电压提高有限，不能最大程度发挥出漂移区的耐压能力。另一种常见的横向变掺杂技术，通过对漂移区采用线性变掺杂的方式实现最理想的漂移区表面“矩形电场”分布，最大程度的优化器件漂移区耐压能力。但是，横向变掺杂技术在漂移区引入低掺杂区，提高了漂移区的电阻，恶化了器件的比导通电阻特性。由此，上述两种常规的场板技术、横向变掺杂技术均难以实现兼顾击穿电压与比导通电阻的优化。
技术实现思路
1、本申请实施例的目的在于提供一种二极管功率器件及其制备方法，能够实现击穿电压与比导通电阻的同时优化。
2、本申请实施例的一方面，提供了一种二极管功率器件，包括沿第一方向依次层叠设置的第一金属层、第一重掺杂层、至少两层层叠的掺杂层、第二重掺杂层和第二金属层，所述第二金属层的一端沿第二方向还依次设置有场氧化层和场板，所述场氧化层和所述场板的一端与所述第二金属层连接、另一端延伸至部分层的所述掺杂层；每层所述掺杂层的掺杂浓度朝向所述第一金属层的方向逐渐增大，所述第一方向和所述第二方向垂直。
3、可选地，在所述第二方向上，所述场氧化层具有厚度不同的厚度区，多个所述厚度区沿所述第一方向依次排布，每个所述厚度区均对应一层所述掺杂层。
4、可选地，所述掺杂层的掺杂浓度为nf
5、可选地，所述第一方向上，至少两层所述掺杂层中，靠近所述第一金属层的所述掺杂层上、靠近所述第二金属层的端部的掺杂浓度，小于相邻的靠近所述第二金属层的所述掺杂层上、靠近所述第一金属层的端部的掺杂浓度。
6、可选地，所述掺杂层为n型掺杂。
7、可选地，所述第一重掺杂层为n型重掺杂层，所述第二重掺杂层为p型重掺杂层。
8、可选地，所述第一金属层和所述第二金属层均为阳极金属层。
9、本申请实施例的另一方面，提供了一种二极管功率器件的制备方法，用于制备上述的二极管功率器件，该方法包括：
10、沿第一方向依次形成层叠的第一金属层和第一重掺杂层；
11、在所述第一重掺杂层上形成掺杂阻挡层；
12、向所述掺杂阻挡层进行至少两次掺杂，以分别形成至少两层掺杂层，每层所述掺杂层的掺杂浓度朝向所述第一金属层的方向逐渐增大；
13、在至少两层所述掺杂层上依次形成第二重掺杂层和第二金属层；
14、在所述第二金属层的一端依次形成沿第二方向层叠的场氧化层和场板，所述第二方向与所述第一方向垂直。
15、可选地，所述向所述掺杂阻挡层进行至少两次掺杂，以分别形成至少两层掺杂层，每层所述掺杂层的掺杂浓度朝向所述第一金属层的方向逐渐增大，包括：
16、向所述掺杂阻挡层进行一次掺杂，以形成一次掺杂层；
17、向所述场氧化层对应的所述一次掺杂层的区域进行二次掺杂，以形成二次掺杂层；
18、所述场氧化层在所述第二方向具有不同的厚度区时，所述一次掺杂层沿所述第一方向的掺杂深度依次至不同所述厚度区对应的所述一次掺杂层的深度，以将所述一次掺杂层分成多层所述掺杂层，不同层所述掺杂层分别对应所述场氧化层的不同所述厚度区。
19、可选地，所述向所述掺杂阻挡层进行至少两次掺杂，以分别形成至少两层掺杂层，每层所述掺杂层的掺杂浓度朝向所述第一金属层的方向逐渐增大，之后，所述方法还包括：
20、500℃～600℃、30min～40min高温退火。
21、本申请实施例提供的二极管功率器件及其制备方法，第一金属层、第一重掺杂层、至少两层层叠的掺杂层、第二重掺杂层和第二金属层沿第一方向依次层叠，其中每层掺杂层的掺杂浓度朝向第一金属层的方向逐渐线性增大，使得至少两层掺杂层所在的区域的电场进行了重新分布，可提升器件的击穿电压。此外，在与第一方向垂直的第二方向上，第二金属层的一端还依次设置有场氧化层和场板，场氧化层和场板的一端与第二金属层连接、另一端延伸至部分层的掺杂层，使场氧化层覆盖至这部分掺杂层的端面，有效降低了这部分掺杂层的场板末端由于场板效应形成的电场峰值，而其余部分的掺杂层端面没有被场氧化层和场板覆盖到，提高未被场氧化层和场板覆盖到的掺杂层的掺杂浓度，有效消除了高阻区，提高了整个掺杂层的掺杂浓度，降低了器件比导通电阻，极大提高了器件的baliga’s优值(baliga为人名，提出了这个优值，baliga’s优值的含义为提高器件击穿电压与比导通电阻之间的折衷关系，提高器件的功率密度)。
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1.一种二极管功率器件，其特征在于，包括：沿第一方向依次层叠设置的第一金属层、第一重掺杂层、至少两层层叠的掺杂层、第二重掺杂层和第二金属层，所述第二金属层的一端沿第二方向还依次设置有场氧化层和场板，所述场氧化层和所述场板的一端与所述第二金属层连接、另一端延伸至部分层的所述掺杂层；每层所述掺杂层的掺杂浓度朝向所述第一金属层的方向逐渐增大，所述第一方向和所述第二方向垂直。
2.根据权利要求1所述的二极管功率器件，其特征在于，在所述第二方向上，所述场氧化层具有厚度不同的厚度区，多个所述厚度区沿所述第一方向依次排布，每个所述厚度区均对应一层所述掺杂层。
3.根据权利要求1所述的二极管功率器件，其特征在于，所述掺杂层的掺杂浓度为NFAD(x)，其中x为所述第一方向上以所述掺杂层靠近所述第二金属层的一端为原点、向所述掺杂层靠近所述第一金属层的距离。
4.根据权利要求1所述的二极管功率器件，其特征在于，所述第一方向上，至少两层所述掺杂层中，靠近所述第一金属层的所述掺杂层上、靠近所述第二金属层的端部的掺杂浓度，小于相邻的靠近所述第二金属层的所述掺杂层上、靠近所
5.根据权利要求1所述的二极管功率器件，其特征在于，所述掺杂层为N型掺杂。
6.根据权利要求1至5任一项所述的二极管功率器件，其特征在于，所述第一重掺杂层为N型重掺杂层，所述第二重掺杂层为P型重掺杂层。
7.根据权利要求1至5任一项所述的二极管功率器件，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层均为阳极金属层。
8.一种二极管功率器件的制备方法，用于制备权利要求1至7任一项所述的二极管功率器件，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的二极管功率器件的制备方法，其特征在于，所述向所述掺杂阻挡层进行至少两次掺杂，以分别形成至少两层掺杂层，每层所述掺杂层的掺杂浓度朝向所述第一金属层的方向逐渐增大，包括：
10.根据权利要求8所述的二极管功率器件的制备方法，其特征在于，所述向所述掺杂阻挡层进行至少两次掺杂，以分别形成至少两层掺杂层，每层所述掺杂层的掺杂浓度朝向所述第一金属层的方向逐渐增大，之后，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种二极管功率器件，其特征在于，包括：沿第一方向依次层叠设置的第一金属层、第一重掺杂层、至少两层层叠的掺杂层、第二重掺杂层和第二金属层，所述第二金属层的一端沿第二方向还依次设置有场氧化层和场板，所述场氧化层和所述场板的一端与所述第二金属层连接、另一端延伸至部分层的所述掺杂层；每层所述掺杂层的掺杂浓度朝向所述第一金属层的方向逐渐增大，所述第一方向和所述第二方向垂直。
2.根据权利要求1所述的二极管功率器件，其特征在于，在所述第二方向上，所述场氧化层具有厚度不同的厚度区，多个所述厚度区沿所述第一方向依次排布，每个所述厚度区均对应一层所述掺杂层。
3.根据权利要求1所述的二极管功率器件，其特征在于，所述掺杂层的掺杂浓度为nfad(x)，其中x为所述第一方向上以所述掺杂层靠近所述第二金属层的一端为原点、向所述掺杂层靠近所述第一金属层的距离。
4.根据权利要求1所述的二极管功率器件，其特征在于，所述第一方向上，至少两层所述掺杂层中，靠近所述第一金属层的所述掺杂层上、靠近所述第二金属层的端部的掺杂浓度，小于相邻的靠近所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：钱清友，张珺，黄辰阳，江林华，管青青，陈勇，孙铭顺，
申请(专利权)人：捷捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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