一种功率器件的终端结构及其制作方法技术

本发明专利技术涉及一种功率器件的终端结构及其制作方法，所述功率器件包括第一导电类型的第一半导体层，形成于所述第一半导体层内具有第二导电类型的体区的有源区以及形成于所述第一半导体层内的终端结构，所述终端结构包括与所述体区邻接的第二导电类型的结终端扩展区，所述结终端扩展区表面形成有超结结构，所述超结结构包括多个掺杂柱，所述多个掺杂柱包括至少一个第一导电类型的第一掺杂柱以及至少一个第二导电类型的第二掺杂柱，所述第二掺杂柱与所述第一掺杂柱在距离所述体区由近到远的方向上依次交替排列。所述功率器件可以大幅缩小传统结终端扩展区结构的尺寸，进而提升器件性能，降低器件成本。

【技术实现步骤摘要】
一种功率器件的终端结构及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，具体的说是一种功率器件的终端结构及其制作方法。
技术介绍
目前在功率器件中常用的延伸结构结终端技术主要包括：场板技术，场限环技术，结终端扩展技术，横向变掺杂技术，以及降低表面电场技术等，其中，结终端扩展结构本身的浓度通常较小，由于电场具有表面曲率效应，其表面极其容易受到影响，从而导致耐压降低，达不到有效保护的目的，而若增加结终端扩展区的浓度会导致结终端扩展结构尺寸的增加，进而造成器件芯片面积的浪费。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种功率器件的终端结构及其制作方法，可以在不浪费芯片面积的前提下提高器件的耐压。第一方面，本专利技术实施例提供了一种功率器件的终端结构，所述功率器件包括第一导电类型的第一半导体层，形成于所述第一半导体层内具有第二导电类型的体区的有源区以及形成于所述第一半导体层内的终端结构，所述终端结构包括与所述体区邻接的第二导电类型的结终端扩展区，所述结终端扩展区表面形成有超结结构，所述超结结构包括多个掺杂柱，所述多个掺杂柱包括至少一个第一导电类型的第一掺杂柱以及至少一个第二导电类型的第二掺杂柱，所述第二掺杂柱与所述第一掺杂柱在距离所述体区由近到远的方向上依次交替排列。第二方面，本专利技术又一实施例提供了一种功率器件的制作方法，所述方法包括：本专利技术实施例提供了一种功率器件的终端结构，所述方法包括：提供形成有有源区的第一导电类型的第一半导体层，所述有源区内形成有第二导电类型的体区；在所述第一半导体层内形成与所述体区邻接的第二导电类型的结终端扩展区；在所述结终端扩展区的表面形成超结结构，所述超结结构包括多个掺杂柱，所述多个掺杂柱包括至少一个第一导电类型的第一掺杂柱以及至少一个第二导电类型的第二掺杂柱，所述第二掺杂柱与所述第一掺杂柱在距离所述体区由近到远的方向上依次交替排列。可以理解，本专利技术通过在所述结终端扩展区的表面引入所述超结结构，在器件反向承压时，使所述结终端扩展区能够承担更高的反向电压，此种方法可以有效降低终端区表面电场，大幅缩小传统结终端扩展区结构的尺寸，进而提升器件性能，降低器件成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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的附图。构成本专利技术的一部分附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明书用于解释本专利技术，并不构成对不让你专利技术的不当限定。图1是本专利技术实施例提出的功率器件的局部区域示意图；图2是本专利技术实施例提出的功率器件的俯视图；图3是本专利技术又一实施例提出的功率器件的局部区域示意图；附图标记说明：1、第一半导体层；2、有源区；21、体区；3、终端结构；31、结终端扩展区；32、截止环；a1、第一掺杂柱；a2、第二掺杂柱。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，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造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。为方便后面的描述，特在此说明：根据半导体中多数载流子半导体的类型。如果第一导电类型的多数载流子为空穴，则第一导电类型为P型，则重掺杂的第一导电类型为P+型，轻掺杂的第一导电类型为P-型；如果第一导电类型的多数载流子为电子，则第一导电类型为N型，重掺杂的第一导电类型为N+型，轻掺杂的第一导电类型为N-型。在接下来的实施例中，均以所述第一导电类型为N型及所述第二导电类型为P型为例进行描述，但并不对此进行限定。请参阅图1及图2，图1是本专利技术实施例提出的功率器件的局部区域示意图；图2是本专利技术实施例提出的功率器件的俯视图；本专利技术实施例提供一种功率器件的终端结构，所述功率器件包括第一导电类型的第一半导体层1，形成于所述第一半导体层1内具有第二导电类型的体区21的有源区2以及形成于所述第一半导体层1内的终端结构，所述终端结构3包括与所述体区21邻接的第二导电类型的结终端扩展区31，所述结终端扩展区31表面形成有超结结构311，所述超结结构311包括多个掺杂柱，所述多个掺杂柱包括至少一个第一导电类型的第一掺杂柱a1以及至少一个第二导电类型的第二掺杂柱a2，所述第二掺杂柱a2与所述第一掺杂柱a1在距离所述体区21由近到远的方向上依次交替排列。可以理解，本专利技术通过在所述结终端扩展区31的表面引入所述超结结构311，在器件反向承压时，使所述结终端扩展区31能够承担更高的反向电压，此种方法可以有效降低终端区表面电场，大幅缩小传统结终端扩展区31结构的尺寸，进而提升器件性能，降低器件成本。进一步的，本专利技术实施例中所述的功率器件包括功率二极管、IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，双极型绝缘栅场效应晶体管)、MOS(metal-oxide-semiconductor，场效应晶体管)、SCR(晶闸管，SiliconControlledRectifier)等器件。具体的，在本专利技术的一些实施例中，所述第一半导体层1的材质为单质硅，其可以为一通过外延工艺形成在一半导体衬底上的外延层，所述外延层为N型离子掺杂，掺杂离子具体为磷离子，在其他实施例中，掺杂离子还可以是砷或锑等其他五价离子。所述外延层2的厚度与浓度与器件的耐压密切相关，通常电阻率在5-50ohm.cm，厚度在5-10um之间。所述外延层可以采用外延生长法形成在所述衬底的上表面上，所述外延生长法优选为化学汽相淀积方法(或称气相外延生长法)，化学汽相淀积方法是一种用气态反应原料在固态基体表面反应并淀积成固体薄层或薄膜的工艺，是一种比较成熟的晶体管的外延生长法，该方法将硅与掺杂元素喷射于所述衬底之上，均匀性，重本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率器件的终端结构，其特征在于，所述功率器件包括第一导电类型的第一半导体层，形成于所述第一半导体层内具有第二导电类型的体区的有源区以及形成于所述第一半导体层内的终端结构，所述终端结构包括与所述体区邻接的第二导电类型的结终端扩展区，所述结终端扩展区表面形成有超结结构，所述超结结构包括多个掺杂柱，所述多个掺杂柱包括至少一个第一导电类型的第一掺杂柱以及至少一个第二导电类型的第二掺杂柱，所述第二掺杂柱与所述第一掺杂柱在距离所述体区由近到远的方向上依次交替排列。

【技术特征摘要】
1.一种功率器件的终端结构，其特征在于，所述功率器件包括第一导电类型的第一半导体层，形成于所述第一半导体层内具有第二导电类型的体区的有源区以及形成于所述第一半导体层内的终端结构，所述终端结构包括与所述体区邻接的第二导电类型的结终端扩展区，所述结终端扩展区表面形成有超结结构，所述超结结构包括多个掺杂柱，所述多个掺杂柱包括至少一个第一导电类型的第一掺杂柱以及至少一个第二导电类型的第二掺杂柱，所述第二掺杂柱与所述第一掺杂柱在距离所述体区由近到远的方向上依次交替排列。2.根据权利要求1所述的终端结构，其特征在于，所述超结结构中距离所述体区最近及最远的掺杂柱为所述第二掺杂柱。3.根据权利要求1所述的终端结构，其特征在于，每个所述第一掺杂柱的掺杂浓度要高于每个所述第二掺杂柱的掺杂浓度。4.根据权利要求1所述的终端结构，其特征在于，所述掺杂柱的宽度随距所述体区距离的增大逐渐减小。5.根据权利要求1所述的终端结构，其特征在于，所述体区的掺杂浓度在2E13-5E13/cm3之间，所述结终端扩展区的掺杂浓度在4E12-6E1...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：深圳市诚朗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44