[发明专利]钝化层制造方法及高压半导体功率器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术，尤其涉及一种钝化层制造方法及高压半导体功率器件。

背景技术

为了避免半导体功率器件表面受周围环境的影响，因被杂质玷污、与周围环境中某些成分发生化学反应等因素导致其表面能态及电学性能发生变化，需要在半导体功率器件中设置钝化层，以屏蔽来自外界的影响，保证器件工作稳定性和可靠性。尤其是高压半导体功率器件，为经钝化工艺的器件经常发生漏电流变大、电流放大系数变低、击穿电压蠕变等失效现象。

钝化的目的是为了防止钝化层电子积累和离子沾污。而在器件制造过程中，钝化层中的固定电荷会在器件表面形成电子的累积层或反型层，影响器件表面电场分布，进而影响器件可靠性。随着材料的发展，出现了接近电中性的半绝缘多晶硅，半绝缘多晶硅是指在多晶硅中掺入氧或氮形成的一种材料，具有半绝缘性质，其中包含有氧或氮原子，减少了表面态密度，大大降低了漏电流，因此，采用半绝缘多晶硅的钝化工艺是一种较理想的高压器件钝化方法。

现有技术中，利用半绝缘多晶硅形成的钝化层包括：掺氧半绝缘多晶硅层、氮化硅层和氧化硅层；其中，掺氧半绝缘多晶硅层直接制备在硅衬底表面上，氮化硅层覆盖在掺氧半绝缘多晶硅层上，主要用于防止离子迁移，氧化硅层覆盖在氮化硅层上，主要作用是防止钝化层在高电压工作是发生介质击穿显示，提高可靠性。

但是，由于需要在硅衬底上直接制备掺氧半绝缘多晶硅层，其含氧量的均匀性很难控制，以引起表面沾污，进而导致漏电流增大，引发器件性能衰退。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种钝化层制造方法及高压半导体功率器件，以提高掺氧半绝缘多晶硅层中氧含量均匀性，保证器件工作性能。

本发明提供一种钝化层制造方法，包括：

通过热氧化方法在硅衬底表面上生成第一氧化硅层；

在所述第一氧化硅层表面上沉积形成掺氧半绝缘多晶硅层；

在所述掺氧半绝缘多晶硅层表面上沉积形成掺氮半绝缘多晶硅层；

在所述掺氮半绝缘多晶硅层表面上生成第二氧化硅层。

本发明还提供一种利用本发明的方法制成的高压半导体功率器件，包括：

硅衬底，

通过热氧化方法形成的第一氧化硅层，所述第一氧化硅层覆盖在所述硅衬底的表面上；

掺氧半绝缘多晶硅层，覆盖在所述第一氧化硅层表面上；

掺氮半绝缘多晶硅层，覆盖在所述掺氧半绝缘多晶硅层表面上；以及

第二氧化硅层，覆盖在所述掺氮半绝缘多晶硅层表面上。

本发明提供的钝化层制造方法及高压半导体功率器件，通过先在硅衬底表面上热氧化生成第一氧化硅层，然后再在该第一氧化硅层上依次形成掺氧半绝缘多晶硅层和掺氮半绝缘多晶硅层，可以有效提高掺氧半绝缘多晶硅层中氧含量的均匀性，减少了由界面缺陷形成的固定电荷，防止器件出现性能衰退；并且，由于掺氧半绝缘多晶硅层和掺氮半绝缘多晶硅层也采用类似工艺制备，两者结构也趋于一致，也减少了掺氧半绝缘多晶硅层和掺氮半绝缘多晶硅层之间的界面缺陷，提高了整个器件性能，以及钝化层的工作可靠性。

附图说明

图1为本发明一种钝化层制造方法实施例的流程图；

图2为通过热氧化方法形成第一氧化层的硅衬底结构示意图；

图3为形成掺氧半绝缘多晶硅层后的硅衬底结构示意图；

图4为形成掺氮半绝缘多晶硅层后的硅衬底结构示意图；

图5为利用图1实施例所示的方法形成的钝化层的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明一种钝化层制造方法实施例的流程图；如图1所示，本实施提供一种钝化层制造方法，包括：

S101、通过热氧化方法在硅衬底表面上生成第一氧化硅层；即在高温下是硅衬底的顶面表面的硅与氧气反应形成第一氧化硅层，即形成如图2所示的结构。其中，热氧化的方式可以采用干氧氧化、也可采用湿氧氧化。

S102、如图3所示，在第一氧化硅层21表面上沉积形成掺氧半绝缘多晶硅层22。

S103、如图4所示，在掺氧半绝缘多晶硅层表面上沉积形成掺氮半绝缘多晶硅层23。