[发明专利]一种SiC功率器件终端及其制作方法

说明书

本发明涉及半导体技术领域，具体公开了一种SiC功率器件终端，其中，所述SiC功率器件终端包括：自下而上依次设置的阴极金属层、第一导电类型衬底层和第一导电类型外延层，所述第一导电类型外延层上设置有多个间隔分立的第二导电类型场限环，所述第一导电类型外延层上设置有多个间隔分立的第二导电类型阱区，所述第二导电类型阱区与所述第二导电类型场限环交替设置，所述第二导电类型阱区和所述第二导电类型场限环上设置钝化层。本发明还公开了一种SiC功率器件终端的制作方法。本发明提供的SiC功率器件终端具有可靠性高且能够提高产品合格率的优势。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种SiC功率器件终端及一种SiC功率器件终端的制作方法。

背景技术

功率器件及其模块为实现多种形式电能之间转换提供了有效的途径，在国防建设、交通运输、工业生产、医疗卫生等领域得到了广泛应用。自上世纪50年代第一款功率器件应用以来，每一代功率器件的推出，都使得能源更为高效地转换和使用。因此，功率器件要进一步发展，就必须有效地降低导通电阻。

传统功率器件及模块由Si基功率器件主导，主要以晶闸管、功率PIN器件、功率双极结型器件、功率MOSFET以及绝缘栅场效应晶体管等器件为主，在全功率范围内均得到了广泛的应用，以其悠久历史、十分成熟的设计技术和工艺技术占领了功率半导体器件的主导市场。然而，导通电阻受击穿电压限制而存在一个极限——称之为“硅极限”(Siliconlimit)，而无法再降低。研究表明，对于理想N沟道功率MOS(即Ron只考虑漂移层电阻RD)，导通电阻与击穿电压的关系为：

随着深空探测、深层油气勘探、超高压电能转换、高速机车驱动和核能开发等极端环境下的应用需求，Si基功率器件己无法满足高功率、高频和高温等要求。采用器件并联或串联封装可实现高电压和大电流的需求，但由此带来的器件可靠性变差会使得系统的故障率增加。此外，Si基功率器件较大的导通电阻也大大降低了系统的能量转换效率。

研究人员在硅基功率器件狭窄的优化空间中努力寻求更佳参数的同时，也注意到了SiC、GaN等第三代宽带隙半导体材料在大功率、高频率、耐高温、抗辐射等领域中优异的材料特性。

碳化硅(SiC)材料凭借其优良的性能成为了国际上功率半导体器件的研究热点。碳化硅(SiC)相比传统的硅材料具有禁带宽度大、击穿场强高、热导率高等优势。禁带宽度大使碳化硅的本征载流子浓度低，从而减小了器件的反向电流；高的击穿场强可以大大提高功率器件的反向击穿电压，并且可以降低器件导通时的电阻；高热导率可以大大提高器件可以工作的最高工作温度；并且在众多高功率应用场合，比如：高速铁路、混合动力汽车、智能高压直流输电等领域，碳化硅基器件均被赋予了很高的期望。同时，碳化硅功率器件能够有效降低功率损耗，故此被誉为带动“新能源革命”的“绿色能源”器件。

目前，碳化硅功率器件主要包括二极管和MOSFET。对于碳化硅二极管，击穿电压、可靠性是其最主要衡量指标。目前碳化硅二极管终端结构往往采用场限环技术，在器件常承压状态下，耗尽区增加，并越过场限环时，场限环就会承担主结上的电压，所需耐压越高，场限环数量越多，占用的面积也越大。并且，对SiC表面的注入，会产生注入离子扩散的不良效应，导致终端结构效果大幅度下降，难以满足器件的要求。在此基础上，当前工艺的不稳定性，使注入效果出现偏差不能达到理想情况，导致实际生产的合格率降低。

因此，亟需一种高可靠性能够提高产品合格率的SiC功率器件终端，以克服现有技术所存在的不足。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种SiC功率器件终端及一种SiC功率器件终端的制作方法，以解决现有技术中的问题。