一种终端结构及其制作方法和功率半导体器件技术

本发明专利技术公开了一种终端结构及其制作方法和功率半导体器件，首先在基材表面淀积一层多晶硅层，而后分阶段淀积含氧量呈增大趋势的多层过渡掺氧半绝缘多晶硅层，最后稳定通入目标流量的一氧化二氮，以淀积一层目标含氧量的目标掺氧半绝缘多晶硅层。由于多晶硅层、过渡掺氧半绝缘多晶硅层和目标掺氧半绝缘多晶硅层顺延基材的界面生长，且由于过渡掺氧半绝缘多晶硅层和目标掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量是渐变的，进而降低了界面突变产生的陷阱，减少了界面处电荷的积累，进而减小漏电电流，保证了功率半导体器件的性能高。

Terminal structure and manufacturing method thereof and power semiconductor device

The invention discloses a terminal structure and manufacturing method thereof and semiconductor substrate, first deposited on the surface layer of the polysilicon layer, and the oxygen content in a multilayer transition stage deposition oxygen doped semi insulating polysilicon layer increases, oxide stability finally pass into the target flow two, by depositing a layer of oxygen doped target the target of oxygen content in semi insulating polycrystalline silicon layer. Because the oxygen doped polysilicon layer, transition layer and semi insulating polycrystalline silicon oxygen doped semi insulating polycrystalline silicon layer along the interface growth, and due to the transition of oxygen doped semi insulating polycrystalline silicon layer and oxygen doped semi insulating polycrystalline silicon layer of oxygen is gradual, thereby reducing the interface mutation produced by trap, reduces the interface charge the accumulation, thus reducing the leakage current, guarantee the performance of high power semiconductor devices.

【技术实现步骤摘要】
一种终端结构及其制作方法和功率半导体器件
本专利技术涉及功率半导体器件，更为具体的说，涉及一种终端结构及其制作方法和功率半导体器件。
技术介绍
功率半导体器件耐压由体内击穿电压与表面击穿电压决定。由于PN结在表面的曲率影响，使表面的最大电场大于体内的最大电场，故而，器件的耐压常常由表面击穿电压来决定。而且，当碰撞电离发生于表面时，电离过程产生的热载流子易进入二氧化硅，在那里形成固定电荷，改变电场分布，导致器件性能不稳定和可靠性下降。半导体表面的理想单晶晶格在表面被终止时会受到破坏，出现大量缺陷。为此对于有一定耐压要求的器件，需要材料参数、结构参数等要选择在给定电压下不发生体击穿，使表面电场减小，表面击穿电压符合要求。在现有的IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双基型晶体管)器件中，通常采用掺氧半绝缘多晶硅(SIPOS)和氮化硅覆盖在表面作为终端结构，并结合场限环来改善表面电场分布，提示器件表面击穿电压。SIPOS薄膜呈半绝缘性和电中性，有以下优点：(1)SIPOS膜呈电中性，本身无固定电荷，不会影响硅衬底表面的载流子重新分布，可同时钝化N型与P型衬底。(2)SIPOS电阻介于多晶硅和SiO2之间，具体值由其氧含量决定，故载流子可在其内部运动，注入的热电子不能长时间存在于SIPOS膜中，故无载流子储存效应。但是，在现有制作工艺中，在硅界面上生长掺氧半绝缘多晶硅层时，由于界面处的变化，会出现大量的陷阱，而陷阱则会捕获电荷，从而形成电荷积累，增大漏电流。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种终端结构及其制作方法和功率半导体器件，首先在基材表面淀积一层多晶硅层，而后分阶段淀积含氧量呈增大趋势的多层过渡掺氧半绝缘多晶硅层，最后稳定通入目标流量的一氧化二氮，以淀积一层目标含氧量的目标掺氧半绝缘多晶硅层。由于多晶硅层、过渡掺氧半绝缘多晶硅层和目标掺氧半绝缘多晶硅层顺延基材的界面生长，且由于过渡掺氧半绝缘多晶硅层和目标掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量是渐变的，进而降低了界面突变产生的陷阱，减少了界面处电荷的积累，进而减小漏电电流，保证了功率半导体器件的性能高。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种终端结构的制作方法，所述终端结构应用于功率半导体器件，包括：放置基材至反应室；在所述反应室中通入预设流量的硅烷，以在所述基材的一表面淀积多晶硅层；保持通入所述预设流量的硅烷，且在所述反应室中依次通入第一流量至第N流量的一氧化二氮，以在所述多晶硅层背离所述基材一侧对应依次淀积含氧量呈增大趋势的第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层至第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层，其中，第i流量大于第i-1流量，i为大于1且不大于N的正整数，且N为不小于2的整数；保持通入所述预设流量的硅烷，且通入目标流量的一氧化二氮，以在所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层背离所述基材一侧淀积目标掺氧半绝缘多晶硅层，其中，所述目标流量大于所述第N流量，且所述目标掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量大于所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量。可选的，所述第i流量与所述第i-1流量的差值，与所述目标流量和所述第N流量的差值相同。可选的，通入所述第i流量的一氧化二氮与通入所述第i-1流量的一氧化二氮的时间相同。可选的，在淀积完毕所述目标掺氧半绝缘多晶硅层后，还包括：在所述目标掺氧半绝缘多晶硅层背离所述基材一侧淀积钝化膜层。可选的，所述钝化膜层为氮化硅层、氮氧化硅层或PI胶层。可选的，所述多晶硅层的厚度范围为10埃-500埃，包括端点值。可选的，所述第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层至第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层厚度之和的范围为大于0埃且不大于500埃。可选的，所述目标掺氧半绝缘多晶硅层的厚度范围为3000埃-8000埃，包括端点值。相应的，本专利技术还提供了一种终端结构，所述终端结构应用于功率半导体器件，包括：基材；淀积于所述基材一表面的多晶硅层；依次淀积于所述多晶硅层背离所述基材一侧的第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层至第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层，其中，所述第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层至第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量呈增大趋势；以及，淀积于所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层背离所述基材一侧的目标掺氧半绝缘多晶硅层，其中，所述目标掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量大于所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量。可选的，还包括：淀积于所述目标掺氧半绝缘多晶硅层背离所述基材一侧的钝化膜层。可选的，所述钝化膜层为氮化硅层、氮氧化硅层或PI胶层。可选的，所述多晶硅层的厚度范围为10埃-500埃，包括端点值。可选的，所述第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层至第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层厚度之和的范围为大于0埃且不大于500埃。可选的，所述目标掺氧半绝缘多晶硅层的厚度范围为3000埃-8000埃，包括端点值。相应的，本专利技术还提供了一种功率半导体器件，所述功率半导体器件包括上述的终端结构。可选的，所述功率半导体器件为IGBT。相较于现有技术，本专利技术提供的技术方案至少具有以下优点：本专利技术提供了一种终端结构及其制作方法和功率半导体器件，所述终端结构应用于功率半导体器件，包括：放置基材至反应室；在所述反应室中通入预设流量的硅烷，以在所述基材的一表面淀积多晶硅层；保持通入所述预设流量的硅烷，且在所述反应室中依次通入第一流量至第N流量的一氧化二氮，以在所述多晶硅层背离所述基材一侧对应依次淀积含氧量呈增大趋势的第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层至第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层，其中，第i流量大于第i-1流量，i为大于1且不大于N的正整数，且N为不小于2的整数；保持通入所述预设流量的硅烷，且通入目标流量的一氧化二氮，以在所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层背离所述基材一侧淀积目标掺氧半绝缘多晶硅层，其中，所述目标流量大于所述第N流量，且所述目标掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量大于所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量。由上述内容可知，本专利技术提供的技术方案，首先在基材表面淀积一层多晶硅层，而后分阶段淀积含氧量呈增大趋势的多层过渡掺氧半绝缘多晶硅层，最后稳定通入目标流量的一氧化二氮，以淀积一层目标含氧量的目标掺氧半绝缘多晶硅层。由于多晶硅层、过渡掺氧半绝缘多晶硅层和目标掺氧半绝缘多晶硅层顺延基材的界面生长，且由于过渡掺氧半绝缘多晶硅层和目标掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量是渐变的，进而降低了界面突变产生的陷阱，减少了界面处电荷的积累，进而减小漏电电流，保证了功率半导体器件的性能高。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种终端结构的制作方法的流程图；图2为本申请实施例提供的另一种终端结构的制作方法的流程图；图3为本申请实施例提供的一种终端结构的结构示意图；图4为本申请实施例提供的另一种终端结构的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种终端结构的制作方法，所述终端结构应用于功率半导体器件，其特征在于，包括：放置基材至反应室；在所述反应室中通入预设流量的硅烷，以在所述基材的一表面淀积多晶硅层；保持通入所述预设流量的硅烷，且在所述反应室中依次通入第一流量至第N流量的一氧化二氮，以在所述多晶硅层背离所述基材一侧对应依次淀积含氧量呈增大趋势的第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层至第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层，其中，第i流量大于第i‑1流量，i为大于1且不大于N的正整数，且N为不小于2的整数；保持通入所述预设流量的硅烷，且通入目标流量的一氧化二氮，以在所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层背离所述基材一侧淀积目标掺氧半绝缘多晶硅层，其中，所述目标流量大于所述第N流量，且所述目标掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量大于所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量。

【技术特征摘要】
1.一种终端结构的制作方法，所述终端结构应用于功率半导体器件，其特征在于，包括：放置基材至反应室；在所述反应室中通入预设流量的硅烷，以在所述基材的一表面淀积多晶硅层；保持通入所述预设流量的硅烷，且在所述反应室中依次通入第一流量至第N流量的一氧化二氮，以在所述多晶硅层背离所述基材一侧对应依次淀积含氧量呈增大趋势的第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层至第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层，其中，第i流量大于第i-1流量，i为大于1且不大于N的正整数，且N为不小于2的整数；保持通入所述预设流量的硅烷，且通入目标流量的一氧化二氮，以在所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层背离所述基材一侧淀积目标掺氧半绝缘多晶硅层，其中，所述目标流量大于所述第N流量，且所述目标掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量大于所述第N过渡掺氧半绝缘多晶硅层的含氧量。2.根据权利要求1所述的终端结构的制作方法，其特征在于，所述第i流量与所述第i-1流量的差值，与所述目标流量和所述第N流量的差值相同。3.根据权利要求2所述的终端结构的制作方法，其特征在于，通入所述第i流量的一氧化二氮与通入所述第i-1流量的一氧化二氮的时间相同。4.根据权利要求1所述的终端结构的制作方法，其特征在于，在淀积完毕所述目标掺氧半绝缘多晶硅层后，还包括：在所述目标掺氧半绝缘多晶硅层背离所述基材一侧淀积钝化膜层。5.根据权利要求4所述的终端结构的制作方法，其特征在于，所述钝化膜层为氮化硅层、氮氧化硅层或PI胶层。6.根据权利要求1所述的终端结构的制作方法，其特征在于，所述多晶硅层的厚度范围为10埃-500埃，包括端点值。7.根据权利要求1所述的终端结构的制作方法，其特征在于，所述第一过渡掺氧半绝缘多晶硅层...

【专利技术属性】
技术研发人员：马亮，刘根，张中华，苗笑宇，韩永乐，王光明，方自力，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43