【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及功率器件，特别涉及一种功率器件的终端区结构和制造方法。
技术介绍
1、在功率器件中，有源区pn结在施加反向偏压时，在中间大部分区域耗尽区表面近似于平面，形成平面结。但是，在边缘四条边和四顶点处所形成的耗尽区边界分别呈现出柱面形和球面形，形成柱面结和球面结，由于结边缘处曲面弯曲，电场线集中，在相同的电压下该处的电场强度比平面结的电场大，随着反向电压的增大，当柱面结和球面结的电场强度达到一定程度时，将先于平面结而发生雪崩击穿，从而会拉低整个器件的耐压能力，因此需要采取一定的结构降低有源区边缘的电场集中。终端结构即是用来降低有源区边缘的电场集中，拓宽耗尽层的宽度，提高器件击穿电压。
2、碳化硅(s i c)因其具有优越的物理和化学特性而成为第三代化合物半导体材料的典型代表。与传统的半导体材料如s i相比，sic材料因具有禁带宽度大、临界击穿电场高、载流子饱和漂移速率高、热导率大及晶格强度高等优异的特性，特别适合制备工作在高温、大功率、高应力及辐照条件下的电子器件。但是在碳化硅中由于s i-c之间的强共价键，杂质几乎不扩散，导致sic功率器件在制备时无法采用扩散、推结等工艺，通常采用离子注入进行终端掺杂，深结和渐变结难以实现，终端尺寸较大；此外因为结深浅，距离表面氧化层距离近，碳化硅体内的强电场对表面的氧化层也是一个高风险。为了减少终端尺寸，sic功率器件对常规场环结构和结终端扩展结构(jte)结构进行了调整重构。
3、现有技术中其中一种解决方案如图1所示，采用多区场环结构，终端区划分为多个区域，每
4、现有技术中其中一种解决方案采用多区jte结构，其中一种方案如图2所示，p基区采用外延形式，多区jte结构通过多次光刻、刻蚀形成，此方案通过控制每个区不同的刻蚀深度实现jte浓度的渐变和电场强度的再分布，此种结构终端面积小，jte掺杂可控，但是需要多次光刻刻蚀，工艺比较复杂；另一种方案如图3所示，采用多次光刻、注入形成，通过不同的注入浓度实现整个终端区浓度的渐变分布，调节电场分布，此种结构终端面积小，但是对jte剂量和界面电荷比较敏感，且需要多次光刻、注入，工艺比较复杂。
技术实现思路
1、为了能够解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供了一种终端尺寸小、使用可靠性高、耐压稳定性好、制作工艺简单的功率器件的终端区结构。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种功率器件的终端区结构，包括终端区，其中，所述终端区包括低浓度jte区，以及间隔设置在所述低浓度jte区内的若干个调制组，若干个所述调制组对所述低浓度jte区的杂质浓度进行调制，从而实现对终端区的电场强度的调制；
3、所述调制组包括辅助场环和/或辅助沟槽，所述辅助场环的杂质类型与所述低浓度jte区的杂质类型相同、且所述辅助场环的杂质浓度不小于所述低浓度jte区的杂质浓度。
4、进一步地，所述调制组设置为所述辅助场环和所述辅助沟槽成对出现，通过调节辅助场环的环宽和环间距、以及相对应调整辅助沟槽的宽度和深度，工艺简单，实现对低浓度jte区杂质浓度的调制，即通过杂质注入剂量的空间调制方法实现对低浓度jte区杂质浓度的调制，最终实现对终端区的电场强度进行调制，从而提高击穿电压，减小终端尺寸。
5、进一步地，所述调制组设置为：在靠近有源区的端部为所述辅助场环和所述辅助沟槽成对出现，在远离所述有源区的端部为仅所述辅助沟槽，通过这两部分结构的的环宽、环间距及沟槽宽度和沟槽间距的合理设置，实现杂质浓度的变化，最终实现对终端区内电场的调制。
6、进一步地，所述辅助沟槽的侧面向外倾斜，通过辅助沟槽外倾的斜面使得斜面下方辅助场环注入时顺势增大注入拐角半径，从而降低辅助场环拐角处电场强度，且相比于没有辅助沟槽的结构，增加辅助沟槽后辅助场环距离表面的距离更深，也可以进一步降低表面处氧化层的击穿风险。
7、进一步地，所述辅助沟槽侧面与水平面的夹角范围设置为10°-45°，优选的为20°-30°。
8、进一步地，所述辅助场环的结深小于所述低浓度jte区的结深，除了通过对调制组中环宽、环间距的横向设置，还增加了纵向方向的设置，实现杂质浓度的变化，最终实现对终端区内电场的调制，辅助场环结深浅时易于刻槽、注入等工艺的实施，降低实施难度。
9、一种所述功率器件的终端区结构的制造方法，包括以下步骤：
10、步骤s1：形成所述低浓度jte区：将清洗后的芯片采用光刻的方式露出正面需要注入的区域，然后采用离子注入方式进行p型杂质注入，形成所述低浓度jte区；
11、步骤s2：形成所述调制组；形成成对出现的所述辅助场环和所述辅助沟槽、或仅形成所述辅助沟槽：
12、其中，形成所述辅助场环的步骤为：采用光刻的方式在所述低浓度jte区内露出待注入的区域，采用离子注入方式进行p型杂质注入，形成所述辅助场环；
13、形成所述辅助沟槽的步骤为：采用光刻的方式在所述低浓度jte区内露出待刻蚀的区域，采用干法刻蚀形成所述辅助沟槽；
14、当所述调制组设置为所述辅助场环与所述辅助沟槽成对出现时，先形成所述辅助沟槽，后形成所述辅助场环。
15、进一步地，所述低浓度jte区中p型杂质的浓度范围设置为1e15-1 e17cm-3,结深设置为0.3-1.5μm；所述辅助场环中p型杂质的浓度范围设置为1e17-5e18cm-3,结深设置为0.3-1.5μm，优选的，所述辅助沟槽侧壁的倾斜角度设置为10°-45°，沟槽深度设置为0.1-1.0μm。
16、一种包括所述功率器件的终端区结构的功率器件，包括由背面至正面依次层叠设置的背面电极、p+集电区、n型缓冲层和n-漂移区，设置所述n-漂移区正面一端的有源区，设置在所述n-漂移区正面另一端的截止环，设置在所述n-漂移区正面中部、一端与所述有源区邻接的终端区，覆盖所述终端区正面、且两端分别与所述有源区和所述截止环搭接的终端氧化层，以及连接在所述终端氧化层两端、分别覆盖所述有源区和所述截止环的正面电极，所述终端区包括低浓度jte区，以及间隔设置在所述低浓度jte区内的若干个调制组。
17、其中，有源区可以是平面栅结构，也可以是沟槽栅结构。
18、以上功率器件为以fs-igbt型功率器件为例的该终端区结构的应用，其体结构可以是fs结构，也可以是npt结构或者其他结构，除此之外，此终端区结构可以适用于任何可以适用的功率器件结构，例如可以是frd、mosfet、i gbt或本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率器件的终端区结构，包括终端区(1)，其特征在于，所述终端区(1)包括低浓度JTE区(11)，以及间隔设置在所述低浓度JTE区(11)内的若干个调制组(12)，若干个所述调制组(12)对所述低浓度JTE区(11)的杂质浓度进行调制；所述调制组(12)包括辅助场环(121)和/或辅助沟槽(122)。
2.根据权利要求1所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述调制组(12)设置为所述辅助场环(121)和所述辅助沟槽(122)成对出现。
3.根据权利要求1所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述调制组(12)设置为：在靠近有源区(2)的端部为所述辅助场环(121)和所述辅助沟槽(122)成对出现，在远离所述有源区(2)的端部为仅所述辅助沟槽(122)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述辅助沟槽(122)的侧面向外倾斜。
5.根据权利要求4所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述辅助沟槽(122)侧面与水平面的夹角范围设置为10°-45°。
6.根据权利要求4或5所述
7.根据权利要求1-6任一项所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述辅助场环(121)的结深小于所述低浓度JTE区(11)的结深。
8.一种权利要求1-7任一项所述的功率器件的终端区结构的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述低浓度JTE区(11)中P型杂质的浓度范围设置为1E15-1 E17cm-3,结深设置为0.3-1.5μm；所述辅助场环(121)中P型杂质的浓度范围设置为1E17-5E18cm-3,结深设置为0.3-1.5μm。
10.一种包括权利要求1-7任一项所述功率器件的终端区结构的功率器件，其特征在于，包括由背面至正面依次层叠设置的背面电极(7)、P+集电区(6)、N型缓冲层(5)和N-漂移区(4)，设置所述N-漂移区(4)正面一端的有源区(2)，设置在所述N-漂移区(4)正面另一端的截止环(3)，设置在所述N-漂移区(4)正面中部、一端与所述有源区(2)邻接的终端区(1)，覆盖所述终端区(1)正面、且两端分别与所述有源区(2)和所述截止环(3)搭接的终端氧化层(9)，以及连接在所述终端氧化层(9)两端、分别覆盖所述有源区(2)和所述截止环(3)的正面电极(8)。
...【技术特征摘要】
1.一种功率器件的终端区结构，包括终端区(1)，其特征在于，所述终端区(1)包括低浓度jte区(11)，以及间隔设置在所述低浓度jte区(11)内的若干个调制组(12)，若干个所述调制组(12)对所述低浓度jte区(11)的杂质浓度进行调制；所述调制组(12)包括辅助场环(121)和/或辅助沟槽(122)。
2.根据权利要求1所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述调制组(12)设置为所述辅助场环(121)和所述辅助沟槽(122)成对出现。
3.根据权利要求1所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述调制组(12)设置为：在靠近有源区(2)的端部为所述辅助场环(121)和所述辅助沟槽(122)成对出现，在远离所述有源区(2)的端部为仅所述辅助沟槽(122)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述辅助沟槽(122)的侧面向外倾斜。
5.根据权利要求4所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述辅助沟槽(122)侧面与水平面的夹角范围设置为10°-45°。
6.根据权利要求4或5所述的功率器件的终端区结构，其特征在于，所述辅助沟槽(122)的深度设置为0.1-1.0μm。
...【专利技术属性】
技术研发人员：高明超，魏晓光，金锐，王耀华，李立，刘江，和峰，聂瑞芬，李翠，孙琬茹，田宝华，郝夏敏，
申请(专利权)人：北京智慧能源研究院，
类型：发明
国别省市：
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