[发明专利]具结终端扩展结构的功率半导体器件及该结构的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，特别是涉及一种结终端扩展结构的制造方法，还涉及一种具有结终端扩展结构的功率半导体器件。

背景技术

结终端扩展（Junction Termination Extension,JTE）技术最早由V.Temple提出，这种技术最初是在PN结的一定区域内注入薄层杂质，但这一方法对目前采用平面工艺制造的平面结器件作用不大，原因是注入区域太薄，无法有效改善结弯曲处的电场分布。因此，传统的结终端扩展区的结深均大于或等于主结的结深。

为了实现扩展区结深大于主结结深，再加上扩展区浓度小、杂质扩散速度慢，传统技术必须在制作主结之前先完成扩展区不少于一次的光刻、注入、扩散和氧化，之后再完成主结制作。这样做成本较高，流程时间长，并且因为要进行两次高温扩散，对产品的可靠性不利。

图1A~图1E是一种传统的结终端扩展技术在制造过程中器件的剖面示意图，该结终端扩展技术主要包括下列步骤：扩展区光刻----扩展区离子注入-----扩展区扩散----表面氧化----主结光刻----主结离子注入---主结扩散、扩展区再扩散。图1A为完成扩展区光刻----扩展区离子注入步骤后器件的剖面示意图，图1B为完成扩展区扩散步骤后器件的剖面示意图，图1C为完成表面氧化步骤后器件的剖面示意图，图1D为完成主结光刻----主结离子注入步骤后器件的剖面示意图，图1E为完成主结扩散、扩展区再扩散步骤后器件的剖面示意图。图1A~图1E中标号的含义如下：扩展区20、氧化层30、主结40。

发明内容

基于此，有必要针对传统的结终端扩展技术需要的步骤较多，导致成本高、生产效率低的问题，提供一种结终端扩展结构的制造方法。

一种结终端扩展结构的制造方法，包括下列步骤：在晶圆管芯的终端结构上进行主结光刻，露出主结的注入窗口；通过所述主结的注入窗口对所述终端结构进行离子注入形成主结；在所述终端结构上进行扩展区光刻，形成扩展区的注入窗口；所述主结的注入窗口位于所述扩展区的注入窗口内；通过所述扩展区的注入窗口对所述终端结构再次进行离子注入形成扩展区；对所述主结和扩展区进行扩散，扩散后的主结结深大于扩散后的扩展区结深。

在其中一个实施例中，扩散后的扩展区的杂质浓度为扩散后的主结的杂质浓度的1‰~1%。

在其中一个实施例中，所述扩散后的扩展区的杂质浓度为扩散后的主结的杂质浓度的5‰。

在其中一个实施例中，两次所述离子注入的注入能量为60千电子伏。

在其中一个实施例中，扩展区离子注入的注入剂量为2.5*10¹²～6.0*10¹²/cm²。

在其中一个实施例中，主结结深为17~19微米，扩展区结深为15~18微米。

在其中一个实施例中，扩散后的所述扩展区位于所述扩散后的主结的外侧。

还有必要提供一种具有结终端扩展结构的功率半导体器件。

一种具有结终端扩展结构的功率半导体器件，包括终端结构，所述终端结构包括主结和扩展区，所述扩展区位于所述主结的外侧，主结结深大于扩展区结深。

在其中一个实施例中，所述扩展区的杂质浓度为所述主结的杂质浓度的5‰。

在其中一个实施例中，主结结深为17~19微米，扩展区结深为15~18微米。

上述结终端扩展结构的制造方法，相对于传统技术减少了一次扩展区的扩散及表面氧化的步骤，能够节省成本，且因缩短了整个制造流程的总时间而提高了生产效率。同时由于减少了一次高温扩散的步骤，器件的可靠性得到进一步保障。本发明的制造流程先形成主结再形成扩展区，从源头上消除了主结高浓度注入时可能对扩展区浓度的影响。

附图说明

图1A~图1E是一种传统的结终端扩展技术在制造过程中器件的剖面示意图；

图2是一实施例中结终端扩展结构的制造方法的流程图；

图3A~图3C是一实施例中具有结终端扩展结构的功率半导体器件在制造过程中的剖面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

图2是一实施例中结终端扩展结构的制造方法的流程图，包括下列步骤：

S11，在晶圆管芯的终端结构上进行主结光刻，露出主结的注入窗口。