[发明专利]一种用于碳化硅器件的场限环结终端结构、其制作方法及碳化硅器件

说明书

本发明公开一种用于碳化硅器件的场限环结终端结构，包括：M个场限环，其中第1场限环环绕碳化硅器件的功能区，第m个场限环环绕第(m‑1)个场限环；其中第m个场限环的结深小于第(m‑1)个场限环的结深，M、n为正整数，且2≤m≤M。本公开的第二方面公开了一种用于碳化硅器件的场限环结终端结构的制作方法。本公开的第三方面公开了碳化硅器件。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域。更具体地，涉及一种用于碳化硅器件的场限环结终端结构、其制作方法、及碳化硅器件。

背景技术

当前，传统的硅基电力电子器件的水平基本上维持在10⁹-10¹⁰W·Hz，已逼近了因寄生二极管制约而能达到的硅材料的极限。而碳化硅材料具有优良的物理和电学特性，以其宽的禁带宽度、高的热导率、大的饱和漂移速度和高的临界击穿电场等独特优点，成为制作大功率、高频、耐高温、抗辐射器件的理想半导体材料。

碳化硅电力电子器件的击穿电压可达到硅器件的十倍，而导通电阻仅为硅器件的数十分之一。由于器件的击穿电压在很大程度上取决于结曲率引起的边缘强电场，因此为了缓解表面终止的结边缘处的电场集中，提高器件的实际击穿电压，需要对器件进行结终端结构的设计。结终端结构主要包括场板(FP)、场限环(FLR)、结终端延伸(JTE)等。

在平面结终端技术中，单纯的场板技术对耐压的提升有限，不能达到耐压要求；JTE提高耐压的效率很高，但是对掺杂深度和浓度等参数过于敏感，不易控制；场限环技术能达到耐压要求，并且可以与功能区同时形成，工艺简单可控，但是单一结深的场限环结构会使得边缘电场不能有效扩展到外围区域。

因此，针对上述结构，需要一种用于碳化硅器件的场限环结终端结构，以增强对功能区的保护，并且需要提供一种用于碳化硅器件的场限环终端结构的制作方法以及一种碳化硅器件，使得在提高器件的击穿电压的同时还能简化工艺流程，降低工艺难度和工艺成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种场限环的结深自功能区向外围逐渐减小的碳化硅场限环结终端结构、其制作方法及碳化硅器件。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明一方面提供了一种用于碳化硅器件的场限环结终端结构，包括：M个场限环，其中第1场限环环绕碳化硅器件的功能区，第m个场限环环绕第(m-1)个场限环；其中第m个场限环的结深小于第(m-1)个场限环的结深，M、n为正整数，且2≤m≤M。

优选地，场限环为四面包围功能区、三面包围功能区或两面包围功能区。

优选地，从第1场限环到第M场限环的结深从1μm逐渐降为0.1μm。

优选地，场限环之间彼此等间距或不等间距隔开。

优选地，间距为1μm～5μm。

本发明的第二方面提供了一种用于碳化硅器件的场限环结终端结构的制作方法，包括：环绕碳化硅器件的功能区形成M个场限环，其中第1场限环环绕功能区，第m个场限环环绕第(m-1)个场限环；其中第m个场限环的结深小于第(m-1)个场限环的结深，M、n为正整数，且2≤m≤M。

优选地，环绕碳化硅器件的功能区形成M个场限环包括：在衬底中形成外延层，在外延层中形成碳化硅器件的功能区；在外延层表面形成光刻胶；利用掩模版对光刻胶进行光刻，形成掩模层，其中掩膜版具有间隔排列的环形透光区和不透光区，其中透光区的透光孔的密度随离开掩模版中心的距离增大而减小；以及利用所述掩模层进行离子注入，从而形成所述M个场限环。