【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微电子，具体涉及一种栅控的纵向jte终端结构及其制备方法。
技术介绍
1、在电力电子行业整体向好的大环境下，在电力电子中起决定性作用的功率半导体器件成为影响电力电子设备成本和效率的直接因素。虽然现阶段硅基功率器件已经十分成熟，但随着功率半导体逐渐往大功率、高频率和低功耗的方向发展，硅(silicon，si)基器件由其本身的物理特征限制，开始难以适用于一些高压、高温、高效率以及高功率密度的应用场景。
2、碳化硅(siliconcarbide，sic)材料因其优越的物理特性，开始广泛得到从业人员的关注，与硅基器件相比，碳化硅材料高热导率、大禁带宽度等特征决定了碳化硅器件在高电流密度、高击穿场强和高工作温度场景的广泛应用前景。碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势，将极大地提高现有能源的转换效率，对高效能源转换领域产生重大而深远的影响，主要领域有智能电网、轨道交通、电动汽车、新能源并网、通讯电源等。
3、功率器件的耐压受限于pn结弯曲处电场集中的影响，需要通过设计合适的终端结构来改善。
4、目前，传统平面横向结终端拓展技术(junction termination extension，jte)，在主结边缘处选择性的进行离子注入，形成一块延伸结构，通过电荷补偿以缓解主结附近的电场集中，提高器件耐压。
5、但是，这种横向的jte终端结构会占具一定的芯片面积，影响了芯片面积的利用率。
技术实现思路
1、为了
2、一种栅控的纵向jte终端结构，所述纵向jte终端结构包括：
3、n+衬底层；
4、n-外延层，设置于所述n+衬底层之上，所述n-外延层的截面形状为梯形；
5、p+外延层，设置于所述n-外延层之上，所述p+外延层的截面形状为梯形，其中，所述p+外延层下表面的长度等于所述n-外延层上表面的长度；
6、具有沟槽的第一介质层，所述第一介质层设置在所述n-外延层的侧面、所述p+外延层的侧面和所述p+外延层的上表面，其中，所述沟槽从所述第一介质层的上表面贯通至所述p+外延层的上表面；
7、阳极，设置于所述沟槽内，其中，所述阳极和所述p+外延层之间为欧姆接触；
8、侧壁金属栅电极，设置于位于所述n-外延层两侧的第一介质层的侧壁上；
9、顶电极，设置于所述阳极之上；
10、两部分第一绝缘介质层，每部分所述第一绝缘介质层设置于所述第一介质层之上，且位于所述侧壁金属栅电极和所述顶电极之间。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述n+衬底层包括第一n+衬底子层和第二n+衬底子层，所述第二n+衬底子层设置于部分所述第一n+衬底子层之上，所述n-外延层设置于所述第二n+衬底子层之上，其中，所述第一n+衬底子层的截面形状为方形，所述第二n+衬底子层的截面形状为梯形，所述第二n+衬底子层上表面的长度等于所述n-外延层下表面的长度。
12、在本专利技术的一个实施例中，纵向jte终端结构还包括两部分第二介质层，所述两部分第二介质层分别设置在位于所述n-外延层两侧的第一介质层的侧面。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述第二介质层的上表面不超过所述n-外延层的上表面。
14、在本专利技术的一个实施例中，所述n+衬底层的掺杂浓度大于所述n-外延层的掺杂浓度。
15、在本专利技术的一个实施例中，所述n+衬底层和所述n-外延层的材料均包括sic，所述n+衬底层的掺杂浓度为1e18cm-3-1e20cm-3，所述n-外延层的掺杂浓度为6e15cm-3～1e17cm-3。
16、在本专利技术的一个实施例中，所述p+外延层的掺杂浓度大于所述n-外延层的掺杂浓度。
17、在本专利技术的一个实施例中，所述p+外延层的掺杂浓度为5e17cm-3～1e20cm-3。
18、在本专利技术的一个实施例中，纵向jte终端结构，还包括两部分第二绝缘介质层，每部分所述第二绝缘介质层设置于所述第一绝缘介质层、所述侧壁金属栅电极和部分所述顶电极之上。
19、本专利技术还提供一种栅控的纵向jte终端结构的制备方法，用于制备上述任一项实施例所述的纵向jte终端结构，所述制备方法包括：
20、选取n+衬底层；
21、在所述n+衬底层上生长n-外延层；
22、在所述n-外延层上生长p+外延层；
23、刻蚀两端的所述p+外延层、所述n-外延层至所述n+衬底层，以形成截面形状为梯形的n-外延层、截面形状为梯形的p+外延层，其中，所述p+外延层下表面的长度等于所述n-外延层上表面的长度；
24、在所述n-外延层的侧面、所述p+外延层的侧面和所述p+外延层的上表面形成第一介质层；
25、刻蚀所述第一介质层，以形成从所述第一介质层的上表面贯通至所述p+外延层的上表面的沟槽；
26、在所述沟槽中形成阳极，其中，所述阳极和所述p+外延层之间为欧姆接触；
27、在位于两侧的所述第一介质层的侧壁和上表面上淀积金属；
28、去除所述第一介质层上的金属暴露所述第一介质层的上表面，以形成位于两侧的所述第一介质层的侧壁上的侧壁金属栅电极以及位于所述阳极上的顶电极；
29、在所述第一介质层的上表面形成第一绝缘介质层。
30、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
31、本专利技术提供了一种栅压可控的纵向jte终端pin结构，相较传统的横向jte终端结构pin，通过形成截面形状均为梯形的n-外延层和p+外延层，在第一介质层的侧壁上引入侧壁金属栅电极，借助外加偏压在侧壁感生载流子，形成了纵向的jte终端结构，通过控制栅压，形成浓度可控的jte区域，借助栅压调制可以减少工艺对jte区域电荷的影响，提升器件耐压，并且可有效提升芯片面积的利用率。
32、以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
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1.一种栅控的纵向JTE终端结构，其特征在于，所述纵向JTE终端结构包括：
2.根据权利要求1所述的纵向JTE终端结构，其特征在于，所述N+衬底层包括第一N+衬底子层和第二N+衬底子层，所述第二N+衬底子层设置于部分所述第一N+衬底子层之上，所述N-外延层设置于所述第二N+衬底子层之上，其中，所述第一N+衬底子层的截面形状为方形，所述第二N+衬底子层的截面形状为梯形，所述第二N+衬底子层上表面的长度等于所述N-外延层下表面的长度。
3.根据权利要求1所述的纵向JTE终端结构，其特征在于，还包括两部分第二介质层，所述两部分第二介质层分别设置在位于所述N-外延层两侧的第一介质层的侧面。
4.根据权利要求3所述的纵向JTE终端结构，其特征在于，所述第二介质层的上表面不超过所述N-外延层的上表面。
5.根据权利要求1所述的纵向JTE终端结构，其特征在于，所述N+衬底层的掺杂浓度大于所述N-外延层的掺杂浓度。
6.根据权利要求5所述的纵向JTE终端结构，其特征在于，所述N+衬底层和所述N-外延层的材料均包括SiC，所述N+衬底层的
7.根据权利要求6所述的纵向JTE终端结构，其特征在于，所述P+外延层的掺杂浓度大于所述N-外延层的掺杂浓度。
8.根据权利要求7所述的纵向JTE终端结构，其特征在于，所述P+外延层的掺杂浓度为5e17cm-3～1e20cm-3。
9.根据权利要求1所述的纵向JTE终端结构，其特征在于，还包括两部分第二绝缘介质层，每部分所述第二绝缘介质层设置于所述第一绝缘介质层、所述侧壁金属栅电极和部分所述顶电极之上。
10.一种栅控的纵向JTE终端结构的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1至9任一项所述的纵向JTE终端结构，所述制备方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种栅控的纵向jte终端结构，其特征在于，所述纵向jte终端结构包括：
2.根据权利要求1所述的纵向jte终端结构，其特征在于，所述n+衬底层包括第一n+衬底子层和第二n+衬底子层，所述第二n+衬底子层设置于部分所述第一n+衬底子层之上，所述n-外延层设置于所述第二n+衬底子层之上，其中，所述第一n+衬底子层的截面形状为方形，所述第二n+衬底子层的截面形状为梯形，所述第二n+衬底子层上表面的长度等于所述n-外延层下表面的长度。
3.根据权利要求1所述的纵向jte终端结构，其特征在于，还包括两部分第二介质层，所述两部分第二介质层分别设置在位于所述n-外延层两侧的第一介质层的侧面。
4.根据权利要求3所述的纵向jte终端结构，其特征在于，所述第二介质层的上表面不超过所述n-外延层的上表面。
5.根据权利要求1所述的纵向jte终端结构，其特征在于，所述n+衬底层的掺杂浓度大于所述n-外延层...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶利，韩超，万瑾锡，刘恒，邹芳，吴勇，
申请(专利权)人：西电芜湖研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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