[发明专利]外延片、其生产方法及超结功率器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种外延片、其生产方法及超结功率器件。

背景技术

超结功率器件与传统的功率器件相比，拥有较高的崩溃电压与较低的导通电阻。对于超结功率器件来说，在相同的導通電阻下，崩溃电压越高越好。如图1所示，其中一种超结功率器件所使用的外延片结构示意图，其包括衬底1，衬底1上具有N型的第一外延层2。N型的第一外延层2开有沟槽（图中未示出），第二外延层4覆盖在第一外延层2表面，第二外延层4嵌入第一外延层2的沟槽内。超结功率器件主要的挑战之一即为电荷的均匀分布。超结功率器件的工艺中需要在第一外延层2蚀刻出沟槽，并在所蚀刻的沟槽内嵌入第二外延层4。且第一外延层2与第二外延层4材料不同。第一外延层2为N型，则第二外延层4为P型；第一外延层2为P型，则第二外延层4为N型。但因为第一外延层2上蚀刻的沟槽会有中间窄、边缘宽的分布，即靠近圆心的沟槽窄，靠近边缘的沟槽宽。因此如果使用电阻率自外延片边缘沿径向分布的第一外延层，会导致外围一圈电性失效，导致超结功率器件崩溃电压偏低，无法达到使用要求。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中的不足，提供一种适合用于超结功率器件的外延片。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

外延片，包括衬底和第一外延层，其特征在于，所述的第一外延层电阻率呈同心圆状分布。

优选地是，所述第一外延层相同半径处的电阻率非均匀性不超过5%。

优选地是，第一外延层自圆心起径向每30毫米宽度环形带内的电阻率非均匀性不超过5%。

优选地是，第一外延层自圆心起径向均匀分为三个区域，三个区域径向宽度相同，每个区域内的电阻率非均匀性不超过5%。

优选地是，所述衬底与第一外延层之间设置有单晶硅层。

优选地是，所述的单晶硅层厚度为2～5μm。

优选地是，所述的单晶硅层为三氯硅烷与氢气在1040℃～1100℃下反应生成。

优选地是，所述的衬底为N型。

优选地是，所述的N型衬底掺杂有砷、磷及锑中的至少一种元素。

优选地是，所述的第一外延层为N型。

优选地是，所述的第一外延层掺杂有砷、磷及锑中的至少一种元素。

优选地是，所述的衬底为P型。

优选地是，所述的P型衬底掺杂有硼。

优选地是，所述的第一外延层为P型。

优选地是，所述的第一外延层掺杂有硼。

优选地是，所述的第一外延层电阻率自圆心起沿径向增大或减小或交替增大减小或交替减小增大。

优选地是，所述衬底背面具有一氧化层，所述氧化层边缘半径比衬底半径小1-2毫米。

本发明的目的之二是为了克服现有技术中的不足，提供一种适合用于超结功率器件的外延片的生产方法。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

前述的外延片的生产方法，其特征在于，包括步骤：

提供一衬底；将衬底背面氧化形成一氧化层；将所述氧化层边缘蚀刻1-2毫米；

在所述衬底上沉积单晶硅层；

在所述单晶硅层表面沉积第一外延层。

优选地是，所述的单晶硅层为三氯硅烷与氢气在1040℃～1100℃下反应生成。

本发明的目的之三是为了克服现有技术中的不足，提供一种崩溃电压高的超结功率器件。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

超结功率器件，其特征在于，包括前述的外延片。

优选地是，包括所述的外延片，所述外延片的外延层设有环绕圆心的沟槽；所述沟槽内填充有与第二外延层，所述第二外延层覆盖所述第一外延层并嵌入所述沟槽内；所述第一外延层与第二外延层材料不同。

优选地是，所述衬底为N型，第一外延层为N型；所述第二外延层为P型；或者所述衬底为P型，第一外延层为P型；所述第二外延层为N型。

本发明中的外延层电阻率呈同心圆状分布是指，距离圆心相同距离处的外延层电阻率相同或者最大值与最小值之差为一选定的范围。本发明中的外延层电阻率呈同心圆状分布，还可以是自圆心起的每30毫米宽的环形带内的电阻率最大值与最小值之间的差值为选定的范围。自圆心至外延片边缘的径向上，电阻率既可以逐渐增大；也可以逐渐减小；还可以先逐渐增大再逐渐减小；或者先逐渐减小再逐渐增大；另外，电阻率逐渐增大与逐渐减小交替分布也可以。

本发明中的非均匀性=(最大值-最小值)×100%/(最大值+最小值)。