[发明专利]碳化硅功率器件结终端结构及制造方法、碳化硅功率器件

说明书

本发明提供一种碳化硅功率器件结终端结构及制造方法、碳化硅功率器件。其制造方法包括以下步骤：提供具有碳化硅外延层的衬底；自碳化硅外延层表面向远离碳化硅外延层的方向上，沉积形成层叠叠设的若干层介质薄膜；对介质薄膜进行多次刻蚀处理，使各介质薄膜具有不同边界；在介质薄膜表面形成便于进行P型杂质注入的硬掩膜图案；对碳化硅外延层表面进行P型杂质注入处理，获得具有不同深度和浓度分布的P型杂质；去除碳化硅外延层表面的硬掩膜和具有不同边界的介质薄膜，得到碳化硅功率器件结终端结构。由此制造方法实现对碳化硅外延层进行不同浓度和深度的P注入，从而获得结终端区域电场分布可控的碳化硅功率器件结终端结构。

技术领域

本发明属于功率器件结终端结构技术领域，尤其涉及一种碳化硅功率器件结终端结构及制造方法、碳化硅功率器件。

背景技术

碳化硅(SiC)作为新一代的宽禁带半导体材料，在功率半导体领域具有极其优异的性能表现，是功率半导体器件发展的前沿和未来方向。SiC(碳化硅)是一种由硅(Si)和碳(C)构成的化合物半导体材料，具有优越的电学性能，包括宽禁带(2.3～3.3eV)，是Si的3倍；高击穿场强(0.8E16～3E16V/cm)，是Si的10倍；高饱和漂移速度(2E7cm/s)，Si的2.7倍；以及高热导率(4.9W/cm K)，约是Si的3.2倍。这些特性使碳化硅材料有禁带宽度大、击穿场强高、热导率大、饱和速度大、最大工作温度高等优良特性，这些优良的性质，使碳化硅电子器件可以在高电压、高发热量、高频率的环境下工作，故而碳化硅被认为是制作高功率电子器的最佳材料与砷化镓、硅相比，碳化硅在高压、高温方面有压倒性的优良性质。

碳化硅功率器件作为碳化硅半导体材料的主要应用领域，具有高压大功率特性，因而反向击穿电压成为碳化硅功率器件的最关键参数。而决定碳化硅功率器件的反向击穿电压的最关键结构就是碳化硅功率器件的结终端结构。结终端结构是否能够有效地降低电场密度，就成为碳化硅功率器件成败的关键。

发明内容

本发明提供一种碳化硅功率器件结终端结构的制造方法，以实现精确调节碳化硅功率器件结终端结构的杂质分布，从而实现对结终端结构区域电场分布的控制。

进一步地，本发明还提供一种由上述方法获得的碳化硅功率器件结终端结构以及碳化硅功率器件。

本发明是这样实现的：

一种碳化硅功率器件结终端结构的制造方法，包括以下步骤：

步骤S01.提供具有碳化硅外延层的衬底；

步骤S02.在所述碳化硅外延层表面且自所述碳化硅外延层表面向远离所述碳化硅外延层的方向上，沉积形成层叠叠设的若干层介质薄膜；

步骤S03.分别对各个所述介质薄膜进行刻蚀处理，使各介质薄膜具有不同的边界；

步骤S04.采用光刻胶的涂布曝光显影工艺对具有不同边界的所述若干层介质薄膜进行处理，获得便于进行P型杂质注入的硬掩膜图案；

步骤S05.对所述碳化硅外延层表面进行P型杂质注入处理，获得具有不同深度和浓度分布的P型杂质；

步骤S06.去除所述碳化硅外延层表面的硬掩膜和具有不同边界的若干层介质薄膜，得到碳化硅功率器件结终端结构。

以及，一种碳化硅功率器件结终端结构，所述结终端结构具有衬底以及叠设于所述衬底表面的碳化硅外延层，所述碳化硅外延层中含有p型杂质，所述P型杂质在所述碳化硅外延层中呈不同深度和浓度分布状态。

相应地，一种碳化硅功率器件，所述碳化硅功率器件包括如上所述的碳化硅功率器件结终端结构。

本发明的有益效果如下：