半导体器件制造技术

本发明专利技术公开了半导体器件。半导体器件包括器件区和终端区，终端区围绕器件区，器件区包括第一导电类型的多个肖特基区和第二导电类型的多个二极管区，多个二极管区包括第一多个二极管区和第二多个二极管区，第一多个二极管区中的每个二极管区包括第二导电类型的势垒区和缓冲区，缓冲区包围势垒区，并且缓冲区的杂质浓度低于势垒区的杂质浓度，第二多个二极管区中的每个二极管区由第二导电类型的缓冲区构成。根据本发明专利技术的半导体器件能够改善器件中的电流分布，提高器件的抗浪涌能力，使器件具有更好的电学性能和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件
本专利技术涉及半导体领域，更具体而言，涉及半导体器件。
技术介绍
与硅半导体器件相比，碳化硅半导体器件可在更高的温度和电场下操作，因此具有广阔的应用前景和市场吸引力。各种应用也要求碳化硅半导体器件具有很高的可靠性，例如抗浪涌电流的能力。例如，已经设计出了结势垒肖特基器件。该结构结合了肖特基二极管和双极型二极管的优点，能够极大地提高肖特基器件的抗浪涌电流能力。然而，结势垒肖特基器件的性能表现极大地依赖于布图设计。在电流比较大时，器件内部会产生热量，从而使得器件温度升高。散热不均匀容易使得器件在某些区域产生过高的热量，从而十分脆弱，容易损坏，成为限制器件可靠性的瓶颈之一。因此，设计具有更优布图设计的此类半导体器件是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术提出了半导体器件，以解决现有技术中上述一个或多个技术问题。根据本专利技术的一方面，提供了半导体器件。半导体器件包括器件区和终端区，终端区围绕器件区，器件区包括第一导电类型的多个肖特基区和第二导电类型的多个二极管区，多个二极管区包括第一多个二极管区和第二多个二极管区，第一多个二极管区中的每个二极管区包括第二导电类型的势垒区和缓冲区，缓冲区包围势垒区，并且缓冲区的杂质浓度低于势垒区的杂质浓度，第二多个二极管区中的每个二极管区由第二导电类型的缓冲区构成。根据本专利技术的另一方面，提供了半导体器件。半导体器件包括半导体层、多个肖特基区、多个二极管区、第一金属电极、和第二金属电极。半导体层包括碳化硅，并且具有第一面和第二面。半导体层包括第一导电类型的基底和形成在基底上的漂移层，漂移层的杂质浓度低于基底的杂质浓度。多个肖特基区设置在漂移层中，并且从第一面朝向基底的方向延伸。多个二极管区具有不同于第一导电类型的第二导电类型，多个二极管区设置在漂移层中并且从第一面朝向基底的方向延伸。第一金属电极设置在第一面上，第一金属电极与多个肖特基区形成肖特基接触。第二金属电极设置在第二面上，并且与第二面形成欧姆接触。半导体器件包括器件区，多个肖特基区和多个二极管区位于器件区，在器件区的中心区域，多个二极管区中的每个二极管区包括势垒区和缓冲区，缓冲区包围势垒区，并且缓冲区的杂质浓度低于势垒区的杂质浓度。在器件区的角区域，多个二极管区中的每个二极管区由第二导电类型的缓冲区构成。根据本专利技术的又一方面，提供了半导体器件。半导体器件包括器件区和终端区，终端区围绕器件区，器件区包括第一导电类型的多个肖特基区和第二导电类型的多个二极管区，第二导电类型不同于第一导电类型。器件区包括中心区域，中心区域具有子区域。多个二极管区包括第一多个二极管区和第二多个二极管区，第一多个二极管区中的每个二极管区包括第二导电类型的势垒区和缓冲区，缓冲区包围势垒区，并且缓冲区的杂质浓度低于势垒区的杂质浓度。第二多个二极管区中的每个二极管区由第二导电类型的势垒区构成，第二多个二极管区位于子区域中。根据本专利技术的再一方面，提供了半导体器件。半导体器件包括第一导电类型的半导体层、多个肖特基区、多个二极管区、第一金属电极、第二金属电极。半导体层包括碳化硅，并且具有第一面和第二面。半导体层包括基底和漂移层，漂移层是形成在基底上的外延层，漂移层的杂质浓度低于基底的杂质浓度。第一面是漂移层的与基底相对的面，第二面是基底的与漂移层相对的面。多个肖特基区位于漂移层内并且从第一面朝向基底的方向延伸。多个二极管区位于漂移层内，多个二极管区具有第二导电类型并且从第一面朝向基底的方向延伸。第一金属电极设置在第一面上，第一金属电极与多个肖特基区形成肖特基接触，并且与多个二极管区形成低阻接触。第二金属电极与第二面形成欧姆接触。半导体器件具有器件区，多个肖特基区和多个二极管区位于器件区，器件区包括中心区域，中心区域包括子区域，在子区域之外的器件区，多个二极管区中的每个二极管区包括势垒区和围绕势垒区的缓冲区，缓冲区的杂质浓度低于势垒区的杂质浓度，在子区域中，多个二极管区中的每个二极管区由势垒区构成。根据本专利技术一个或多个实施例的半导体器件，可改善电流在器件内部的分布，从而提高器件的抗浪涌电流能力。例如，通过一个或多个实施例所例示的布图设计，使得更多电流流过散热能力较强的中心区域或其子区域，由此，更少的电流流过散热能力较差的区域(例如角区域和边区域，尤其角区域)，从而可避免热量在散热能力差的区域汇集而损害这些半导体器件。因此可使得器件能承载更高的浪涌电流，由此提高了器件的总体性能和可靠性。本专利技术的其他实施例和更多技术效果将在下文详述。附图说明现在将参考附图以示例的方式描述本专利技术的实施例。一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。为方便计，相同或相似的元件在附图中采用相同或相似的附图标记，除非有特别说明，附图中的图不构成比例限制。其中，图1示出根据本专利技术第一实施例的半导体器件的示意性截面图；图2示出根据第一实施例的半导体器件的示意性顶平面视图；图3示出根据本专利技术第二实施例的半导体器件的示意性截面图；图4示出根据第二实施例的半导体器件的示意性顶平面视图；图5示出根据本专利技术第三实施例的半导体器件的示意性截面图；图6示出根据第三实施例的半导体器件的示意性顶平面视图；图7示出根据第四实施例的半导体器件的示意性顶平面视图；图8示出根据本专利技术第五实施例的半导体器件的示意性截面图；图9示出根据第五实施例的半导体器件的示意性顶平面视图；图10示出根据本专利技术第六实施例的半导体器件的示意性顶平面视图；图11示出根据本专利技术第七实施例的半导体器件的示意性顶平面视图。具体实施方式以下将结合相关附图描述本专利技术的多个示例性实施例。如本文所使用的，术语“器件区”指的是在正向偏压下，用于承载流过半导体器件中的至少大部分电流、发挥半导体器件核心功能的区域。如本文所使用的，术语“终端区”指的是在半导体器件中，处于器件端部或边缘、用于对器件区提供保护的区域。如本文所使用的，术语“肖特基区”指的是在器件区范围内，位于漂移层之中、漂移层与金属电极接触形成的肖特基结以下的区域。如本文所使用的，术语“二极管区”指的是位于器件区的漂移层中、具有与漂移层的导电类型相反的区域。如本文所使用的，术语“角区域”指的是(1)从顶平面视图视角，当终端区的外周边构成非圆形时(例如方形、六边形等)，位于器件区中且靠近终端区的角的区域，“终端区的角”指的是终端区的两条相邻边、或相邻面相交的位置；(2)从顶平面视图视角，当终端区的外周边构成圆形时，位于器件区中且靠近终端区的区域。如本文所使用的，术语“边区域”指的是(1)从顶平面视图视角，当终端区的外周边构成非圆形时(例如方形、六边形等)，位于器件区中且靠近终端区的一条周边或一个面、但不靠近终端区的角的区域；(2)从顶平面视图视角，当终端区的外周边构成圆形时，位于器件区中且靠近终端区的区域。在第(2)种情况下，角区域和边区域不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括器件区和终端区，所述终端区围绕所述器件区，所述器件区包括第一导电类型的多个肖特基区和第二导电类型的多个二极管区，所述多个二极管区包括第一多个二极管区和第二多个二极管区，所述第一多个二极管区中的每个二极管区包括第二导电类型的势垒区和缓冲区，所述缓冲区包围所述势垒区，所述缓冲区的杂质浓度低于所述势垒区的杂质浓度，所述第二多个二极管区中的每个二极管区由第二导电类型的缓冲区构成。/n

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括器件区和终端区，所述终端区围绕所述器件区，所述器件区包括第一导电类型的多个肖特基区和第二导电类型的多个二极管区，所述多个二极管区包括第一多个二极管区和第二多个二极管区，所述第一多个二极管区中的每个二极管区包括第二导电类型的势垒区和缓冲区，所述缓冲区包围所述势垒区，所述缓冲区的杂质浓度低于所述势垒区的杂质浓度，所述第二多个二极管区中的每个二极管区由第二导电类型的缓冲区构成。


2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述器件区包括角区域，所述第二多个二极管区设置在所述角区域中。


3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述器件区包括角区域和边区域，所述第二多个二极管区设置在所述角区域和所述边区域中。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述第一多个二极管区中的势垒区的平面视图具有选自于由圆形、方形、六边形组成的组中的形状，所述第一多个二极管区中的缓冲区的平面视图具有选自于由圆形、方形、六边形组成的组中的形状，所述第二多个二极管区中的缓冲区的平面视图具有选自于由圆形、方形、六边形组成的组中的形状。


5.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括：
半导体层，所述半导体层包括碳化硅，并且具有第一面和第二面，所述半导体层包括第一导电类型的基底和形成在所述基底上的漂移层，所述漂移层的杂质浓度低于所述基底的杂质浓度；
多个肖特基区，所述多个肖特基区设置在所述漂移层中，并且从所述第一面朝向所述基底的方向延伸；
多个二极管区，所述多个二极管区具有不同于第一导电类型的第二导电类型，所述多个二极管区设置在所述漂移层中并且从所述第一面朝向所述基底的方向延伸；
第一金属电极，所述第一金属电极设置在所述第一面上，所述第一金属电极与所述多个肖特基区形成肖特基接触；以及
第二金属电极，所述第二金属电极设置在所述第二面上，并且与所述第二面形成欧姆接触，
所述半导体器件包括器件区，所述多个肖特基区和所述多个二极管区位于所述器件区，在所述器件区的中心区域，所述多个二极管区中的每个二极管区包括势垒区和缓冲区，所述缓冲区包围所述势垒区，并且所述缓冲区的杂质浓度低于所述势垒区的杂质浓度，在所述器件区的角区域，所述多个二极管区中的每个二极管区由第二导电类型的缓冲区构成。


6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，在所述器件区的边区域，所述多个二极管区中的每个二极管区由第二导电类型的缓冲区构成。


7.根据权利要求5或6所述的半导体器件，其特征在于，所述器件区中的每个二极管区中的缓冲区的杂质浓度都相同。


8.一种半导体器件，其特征在于，所述半导体器件包括器件区和终端区，所述终端区围绕所述器件区，所述器件区包括第一导电类型的多个肖特基区和第二导电类型的多个二极管区，所述第二导电类型不同于所述第一导电类型，所述器件区包括中心区域，所述中心区域具有子区域，
所述多个二极管区包括第一多个二极管区和第二多个二极管区，所述第一多个二极管区中的每个二极管区包括第二导电类...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永杰，陈伟钿，周永昌，王传道，
申请(专利权)人：创能动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81