[发明专利]一种功率半导体器件的制作方法及功率半导体器件

说明书

本发明提供了一种功率半导体器件及其制作方法，解决了现有逆阻型IGCT由于阻断能力漏电较大、反向恢复关断能力低及通流能力低问题。对第二导电类型的衬底进行离子注入在上表面形成第一导电类型第一基区、在背面形成第一导电类型阳极发射区；高温推进在第一导电类型第一基区远离衬底上表面形成第一导电类型第二基区，在第一导电类型阳极发射区远离衬底下表面形成第一导电类型第三基区；在第一导电类型第一基区上表面形成第二导电类型阴极区；在第一导电类型阳极发射区上形成阳极；在第二导电类型阴极区上形成阴极，在第一导电类型第一基区上形成门极；处理衬底边缘形成台面；对台面终端局部辐照形成辐照区。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种功率半导体器件的制作方法及功率半导体器件。

背景技术

目前世界上柔性直流输电系统电压等级高且功率容量大，部分关键装置使用的主关断器件必须具备单管关断功率容量较高，长期短路失效模式，具备反向阻断能力，易于串联及散热等工作特性。IGCT具有阻断电压高、功率容量大、通态损耗低、短路失效模式、易于串并联等优点；另一方面，IGCT器件作为一种双极性器件，具有鲁棒性高的特点，因此，RB-IGCT(Reverse Bolcking Gate Commutated Thyristors，逆阻型门极换流晶闸管)器件非常契合超高功率电力电子装置的应用，可广泛应用于交流电机驱动，电能质量控制，节能环保等功率装置中，在效率、可靠性、成本、重量和体积等方面都具有突出的优势。目前高压直流输电系统中一直存在换相失败的现象，现有逆阻型IGCT由于阻断漏电大、反向恢复能力以及通流能力等问题，难以应用在抵御换相失败装置中。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种功率半导体器件的其制作方法及功率半导体器件，解决了现有的逆阻型IGCT由于阻断漏电大、反向恢复关断能力低以及高通流能力等问题。

本发明一实施例提供的一种功率半导体器件的其制作方法，包括提供一个第二导电类型的衬底；对所述衬底上表面和背面进行离子注入，以在所述衬底的上表面形成第一导电类型第一基区、在所述衬底的背面形成第一导电类型阳极发射区；分别对第一导电类型第一基区和第一导电类型阳极发射区进行高温推进，以在所述第一导电类型第一基区远离所述衬底上表面的一侧形成第一导电类型第二基区，在所述第一导电类型阳极发射区远离衬底下表面的一侧形成第一导电类型第三基区；在所述第一导电类型第一基区的上表面形成第二导电类型阴极区；在所述第一导电类型阳极发射区上形成阳极；在所述第二导电类型阴极区上形成阴极，以及在所述第一导电类型第一基区上形成门极；对所述衬底的边缘进行处理形成台面；以及对所述台面终端区域进行局部辐照，以在所述功率半导体器件台面终端区域处形成辐照区。

在一种实施方式中，对所述台面终端区域进行局部辐照，包括：对所述台面终端区域上表面和下表面进行与所述台面终端区域表面垂直的局部辐照。

在一种实施方式中，对所述台面终端区域进行局部辐照包括：对台面终端区域处的所述第一导电类型第一基区进行辐照形成第一辐照区；对台面终端区域处的所述第一导电类型阳极发射区进行辐照形成第二辐照区。

在一种实施方式中，采用质子辐照工艺对台面终端区域处的所述第一导电类型第一基区进行辐照形成第一辐照区；其中，所述第一辐照区在平行于所述衬底表面方向上，位于从所述台面终端到距离所述终端水平距离最大值为8mm的区域内；在垂直于所述衬底的表面方向上，所述第一辐照区位于距离所述功率半导体器件的上表面距离为20-60μm的区域内，质子辐照的质照剂量为1E12cm^-2～1E14cm^-2。

在一种实施方式中，采用质子辐照工艺对台面终端区域处的所述第一导电类型阳极发射区进行辐照形成第二辐照区；其中，所述第二辐照区在平行于所述衬底表面方向上，位于从所述台面终端到距离所述终端水平距离最大值为8mm的区域内；在垂直于所述衬底的表面方向上，所述第二辐照区位于距离所述功率半导体器件的下表面距离为20-60μm的区域内，质子辐照的质照剂量为1E12cm^-2～1E14cm^-2。