[发明专利]一种功率器件终端结构及其制备方法

说明书

本发明涉及一种功率器件终端结构及其制备方法，所述终端结构包括：主结区域和场限环耐压区，在主结区域的主结增加一个主结补偿注入区，在场限环耐压区的场限环增加偏移结，并且主结和场限环采用分次驱入形成，通过在主结位置引入补偿注入区，可以对主结浓度进行极大的补偿，实现更高的耐压及更高的可靠性，在单个场限环内引入P+偏移结，进一步提升器件耐压，同时，将补偿注入区与环区第二次驱入同时驱入，实现阶梯状的主结形貌，可以更好的对有源区扩展过来的耗尽层进行扩展，可靠性更高。

技术领域

本发明属于半导体芯片制造工艺技术领域，具体涉及一种功率器件终端结构及其制备方法。

背景技术

功率器件最重要的性能就是阻断高压，在器件边缘耗尽区电场曲率增大，会导致电场强度比管芯内部大，在电压升高的过程中管芯边缘会早于管芯内部出现雪崩击穿，为了最大化器件的性能，需要在器件边缘设计分压结构，减少有源区(元胞区)边缘PN结的曲率，使耗尽层横向延伸，增强水平方向的耐压能力，使器件的边缘和内部同时发生击穿。

场限环技术是目前功率器件中最为普遍的分压结构之一，但是现有技术的分压结构中主结以及场限环的注入浓度远高于体区注入浓度，因此体区的补偿注入并不能给主结浓度带来明显的提升。同时，主结与体区的交叠区域，并非主结的注入区，是由高温驱入扩散过来的，因此设计上难度也很大，注入区不能偏离交叠区太远，否则极易出现可靠性问题。注入区距离交叠区太近，又极其不容易控制主结形貌，极有可能导致主结完全覆盖掉体区，器件失效。

发明内容

本发明提供一种功率器件终端结构及其制备方法，使功率器件具有更好的耐压特性，以及良好的主结形貌，提升器件可靠性。

一方面，本发明提供一种功率器件终端结构，包括主结区域和场限环耐压区，所述主结区域包括注入形成于第一导电类型外延层的第二导电类型的主结、形成于所述主结内且一端超出所述主结的补偿注入区以及形成于所述主结内位于所述补偿注入区之上的体区，所述场限环耐压区包括注入形成于所述外延层的至少一个第二导电类型的场限环以及形成于所述场限环内远离所述主结一侧的偏移结，所述终端结构还包括形成于所述外延层、主结以及场限环上表面的环区表面氧化层以及栅极氧化层，所述环区表面氧化层形成且覆盖于所述主结以及所述场限环的两端，以及形成于所述环区表面氧化层以及栅极氧化层上表面的多晶硅栅极、多晶硅栅极走线以及多晶硅场板。

另一方面，本发明提供一种功率器件终端结构的制备方法，包括：

在第一导电类型外延层表面形成环区表面氧化层；

在所述环区表面氧化层刻蚀形成主结注入窗口以及场限环注入窗口；

在所述外延层注入形成第二导电类型的主结以及场限环；

对所述主结以及所述场限环进行第一次驱入，使所述主结以及所述场限环向所述外延层内部扩散；

去除所述主结上方有源区的环区表面氧化层，做补偿注入的光刻，形成光刻胶；

在所述光刻胶以及所述环区表面氧化层的阻挡下，做主结补偿注入以及场限环补偿注入，分别形成主结补偿注入区以及场限环的偏移结；

去除所述光刻胶，对所述主结以及所述场限环进行第二次驱入，使得最终所述主结以及所述场限环的结深与传统技术形成的结深相等；

在所述主结注入窗口以及所述场限环注入窗口分别形成栅极氧化层和多晶硅栅极，在所述环区表面氧化层之上形成多晶硅场板；

所述主结区域在多晶硅的阻挡下，做器件体区的注入及驱入，使所述体区形成于所述主结补偿注入区之上。