一种碳化硅功率器件终端结构制造技术

本实用新型专利技术涉及半导体技术领域，公开了一种碳化硅功率器件终端结构，该终端结构包括：N型碳化硅衬底；形成于N型碳化硅衬底一侧的N型碳化硅外延层，N型碳化硅外延层背离N型碳化硅衬底的一侧形成有沿平行N型碳化硅衬底方向排列的P+区、第一JTE区以及第二JTE区，第一JTE区与第二JTE区不同层设置；形成于N型碳化硅外延层背离N型碳化硅衬底一侧的介质钝化层，第一JTE区或者第二JTE区与介质钝化层接触。上述终端结构中第一JTE区与第二JTE区位于不同层，第一JTE区与第二JTE区中的一个与介质钝化层接触，减小了JTE区与介质钝化层之间的接触面积，可降低介质钝化层界面电荷对JTE终端耐压的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅功率器件终端结构
本技术涉及半导体
，特别涉及一种碳化硅功率器件终端结构。
技术介绍
碳化硅(SiC)是第三代宽禁带半导体之一，具有宽带隙、高击穿电场、高热导率、耐高温、耐高压、抗辐射等优异物理特性，所以SiC功率器件非常适合于高温、高电压、高功率等电力电子应用系统，在电动汽车、光伏逆变、轨道交通、风能发电、电机驱动等应用领域具有广阔应用前景。碳化硅功率器件终端结构一般有结终端扩展(JTE)、场限环(FLR)和场板(FP)。场限环终端的优点是P+场限环的制作可以和SiC有源区的P+离子注入一起制作，但由于SiC功率器件的场限环间距较小，耐压对场限环间距敏感，对离子注入掩膜的制作工艺精度要求高。而JTE终端对注入掩膜制作工艺精度要求不高，要求JTE终端离子注入浓度低，但JTE终端的耐压特性对钝化层界面电荷敏感，会影响工艺重复性。
技术实现思路
本技术提供了一种碳化硅功率器件终端结构，以解决“JTE终端的耐压特性对钝化层界面电荷敏感，会影响工艺重复性”的技术问题。为达到上述目的，本技术提供以下技术方案：一种碳化硅功率器件终端结构，包括：N型碳化硅衬底；形成于所述N型碳化硅衬底一侧的N型碳化硅外延层，所述N型碳化硅外延层背离所述N型碳化硅衬底的一侧形成有沿平行所述N型碳化硅衬底方向排列的P+区、第一结终端扩展JTE区与第二结终端扩展JTE区，所述第一JTE区与所述P+区连接，且所述第一JTE区与所述第二JTE区不同层设置；形成于所述N型碳化硅外延层背离所述N型碳化硅衬底一侧的介质钝化层，当所述第一JTE区位于所述第二JTE区背离所述N型碳化硅衬底一侧时，所述第一JTE区与所述介质钝化层接触；当所述第二JTE区位于所述第一JTE区背离所述N型碳化硅衬底一侧时，所述第二JTE区与所述介质钝化层接触。上述碳化硅功率器件终端结构中，碳化硅功率器件终端结构包括N型碳化硅衬底、N型碳化硅外延层以及介质钝化层，其中，N型碳化硅外延层内形成有沿平行N型碳化硅衬底方向排列的P+区、第一结终端扩展JTE区与第二结终端扩展JTE区，第一JTE区与P+区连接，且第一JTE区与第二JTE区不同层设置。当第一JTE区位于第二JTE区背离N型碳化硅衬底一侧时，第一JTE区与介质钝化层接触；当第二JTE区位于第一JTE区背离N型碳化硅衬底一侧时，第二JTE区与介质钝化层接触。本技术提供的碳化硅功率器件终端结构中第一JTE区与第二JTE区位于不同层，且第一JTE区与第二JTE区中的一个与介质钝化层接触，减小了JTE区与介质钝化层之间的接触面积，可降低介质钝化层界面电荷对JTE终端耐压的影响。因此，上述碳化硅功率器件终端结构可降低介质钝化层界面电荷对JTE终端耐压的影响，以便提高工艺的重复性和器件可靠性。优选地，所述P+区包括第一P+区和第二P+区，所述第一P+区设于所述第二P+区朝向所述N型碳化硅衬底的一侧，且所述第一JTE区与所述第一P+区同层设置，所述第二JTE区与所述第二P+区同层设置。优选地，所述第二JTE区位于所述第一JTE区与所述N型碳化硅衬底之间。优选地，还包括形成于所述P+区与所述介质钝化层之间的正面金属电极以及形成于所述N型碳化硅衬底背离所述N型碳化硅外延层一侧的背面金属电极，所述正面金属电极与所述P+区电学接触。还包括形成于所述介质钝化层背离所述N型碳化硅衬底一侧的聚酰亚胺钝化层。优选地，所述聚酰亚胺钝化层的厚度为1～5μm。优选地，第一JTE区的深度为0.2～1.5μm。优选地，第二JTE区的深度为0.2～1.5μm。优选地，所述P+区的深度为0.2～3μm。优选地，所述介质钝化层的厚度为50～2000nm。附图说明图1为本技术实施例提供的碳化硅功率器件终端结构的结构示意图；图2为本技术实施例提供的碳化硅功率器件终端结构的又一结构示意图；图3为本技术实施例提供的碳化硅功率器件终端结构的制备方法流程图；图4a-图4j为图1中结构的膜层制备示意；图5为本技术实施例提供的碳化硅功率器件终端结构的制备方法又一流程图。图标：1-N型碳化硅衬底；2-N型碳化硅外延层；3-P+区；31-第一P+区；32-第二P+区；4-第一JTE区；5-第二JTE区；6-正面金属电极；7-背面金属电极；8-介质钝化层；9-聚酰亚胺钝化层。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。请参考图1，本技术提供一种碳化硅功率器件终端结构，包括：N型碳化硅衬底1；形成于N型碳化硅衬底1一侧的N型碳化硅外延层2，N型碳化硅外延层2背离N型碳化硅衬底1的一侧形成有沿平行N型碳化硅衬底1方向排列的P+区3、第一结终端扩展JTE区和第二结终端扩展JTE区，第一JTE区4与P+区3连接，且第一JTE区4与第二JTE区5不同层设置；形成于N型碳化硅外延层2背离N型碳化硅衬底1一侧的介质钝化层8，当第一JTE区4位于第二JTE区5背离N型碳化硅衬底1一侧时，第一JTE区4与介质钝化层8接触；当第二JTE区5位于第一JTE区4背离N型碳化硅衬底1一侧时，第二JTE区5与介质钝化层8接触。上述碳化硅功率器件终端结构中，碳化硅功率器件终端结构包括N型碳化硅衬底1、N型碳化硅外延层2以及介质钝化层8，其中，N型碳化硅外延层2内形成有沿平行N型碳化硅衬底1方向排列的P+区3、第一JTE区4和第二JTE区5，第一JTE区4与P+区3连接，且第一JTE区4与第二JTE区5不同层设置，当第一JTE区4位于第二JTE区5背离N型碳化硅衬底1一侧时，第一JTE区4与介质钝化层8接触；当第二JTE区5位于第一JTE区4背离N型碳化硅衬底1一侧时，第二JTE区5与介质钝化层8接触。本技术提供的碳化硅功率器件终端结构中第一JTE区4与第二JTE区5位于不同层，且第一JTE区4与第二JTE区5中的一个与介质钝化层8接触，减小了JTE区与介质钝化层8之间的接触面积，可降低介质钝化层8界面电荷对JTE终端耐压的影响。因此，上述碳化硅功率器件终端结构可降低介质钝化层8界面电荷对JTE终端耐压的影响，以便提高工艺的重复性和器件可靠性。一种可选实施方式，请继续参考图1，P+区3包括第一P+区31和第二P+区32，第一P+区31设于第二P+区32朝向N型碳化硅衬底1的一侧，且第一JTE区4与第一P+区31同层设置，第二JTE区5与第二P+区32同层设置。在上述技术方案的基础上，请继续参考图1，本技术提供的碳化硅功率器件终端结构还包括形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳化硅功率器件终端结构，其特征在于，包括：/nN型碳化硅衬底；/n形成于所述N型碳化硅衬底一侧的N型碳化硅外延层，所述N型碳化硅外延层背离所述N型碳化硅衬底的一侧形成有沿平行所述N型碳化硅衬底方向排列的P+区、第一结终端扩展JTE区与第二结终端扩展JTE区，所述第一JTE区与所述P+区连接，且所述第一JTE区与所述第二JTE区不同层设置；/n形成于所述N型碳化硅外延层背离所述N型碳化硅衬底一侧的介质钝化层，当所述第一JTE区位于所述第二JTE区背离所述N型碳化硅衬底一侧时，所述第一JTE区与所述介质钝化层接触；当所述第二JTE区位于所述第一JTE区背离所述N型碳化硅衬底一侧时，所述第二JTE区与所述介质钝化层接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳化硅功率器件终端结构，其特征在于，包括：
N型碳化硅衬底；
形成于所述N型碳化硅衬底一侧的N型碳化硅外延层，所述N型碳化硅外延层背离所述N型碳化硅衬底的一侧形成有沿平行所述N型碳化硅衬底方向排列的P+区、第一结终端扩展JTE区与第二结终端扩展JTE区，所述第一JTE区与所述P+区连接，且所述第一JTE区与所述第二JTE区不同层设置；
形成于所述N型碳化硅外延层背离所述N型碳化硅衬底一侧的介质钝化层，当所述第一JTE区位于所述第二JTE区背离所述N型碳化硅衬底一侧时，所述第一JTE区与所述介质钝化层接触；当所述第二JTE区位于所述第一JTE区背离所述N型碳化硅衬底一侧时，所述第二JTE区与所述介质钝化层接触。


2.根据权利要求1所述的碳化硅功率器件终端结构，其特征在于，所述P+区包括第一P+区和第二P+区，所述第一P+区设于所述第二P+区朝向所述N型碳化硅衬底的一侧，且所述第一JTE区与所述第一P+区同层设置，所述第二JTE区与所述第二P+区同层设置。


3.根据权利要求1所述的碳化硅功率器件终端结构，其特征在于，所述第二JTE区位于所述第一JTE区与所述N型碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道坤，史波，曾丹，敖利波，
申请(专利权)人：珠海零边界集成电路有限公司，珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44