[发明专利]半导体结构及其形成方法

说明书

本申请技术方案提供一种半导体结构及其形成方法，所述半导体结构位于器件区外侧的边缘区，包括：半导体衬底及位于所述半导体衬底上的外延层；绝缘层，自所述外延层的部分表面延伸至所述外延层中；保护层，位于所述绝缘层与所述外延层之间，且与所述外延层的掺杂类型不同；过渡层，自所述绝缘层一侧的外延层表面延伸至所述外延层中，且所述过渡层与所述保护层的掺杂类型相同；场氧化层，位于所述绝缘层以及所述绝缘层另一侧的保护层和外延层的表面；金属场板，位于所述过渡层和部分所述场氧化层上，且所述金属场板连接所述器件区的器件结构。本申请技术方案的半导体结构及其形成方法，能够大幅度提高边缘区终端结构的击穿电压。

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，尤其涉及一种半导体结构及其形成方法。

背景技术

为了使功率器件的外围能够支持高击穿电压，维持高电压水平电场，需要在功率器件的边缘区设置终端结构。目前的终端结构一般有结终端扩展(JTE)、场限环(FLR)和场板(FP)。在功率器件的结构设计中，要求终端结构较为可靠。通常情况下，当功率器件的工作电压为1200V时，终端结构的击穿电压至少应为1560V。沟槽终端结构可有效大幅减短边缘区长度，但是目前的沟槽终端结构在1200V的电压下工作时，终端结构的击穿电压最高仅为1380V。因此，还需对现有的终端结构进行改进，以提高终端结构的击穿电压。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种半导体结构及其形成方法，能够大幅度提高边缘区终端结构的击穿电压。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种半导体结构，位于器件区外侧的边缘区，包括：半导体衬底及位于所述半导体衬底上的外延层；绝缘层，自所述外延层的部分表面延伸至所述外延层中；保护层，位于所述绝缘层与所述外延层之间，且与所述外延层的掺杂类型不同；过渡层，自所述绝缘层一侧的外延层表面延伸至所述外延层中，且所述过渡层与所述保护层的掺杂类型相同；场氧化层，位于所述绝缘层以及所述绝缘层另一侧的保护层和外延层的表面；金属场板，位于所述过渡层和部分所述场氧化层上，且所述金属场板连接所述器件区的器件结构。

在本申请实施例中，所述过渡层的掺杂浓度大于所述保护层的掺杂浓度。

在本申请实施例中，所述保护层的厚度为0.4μm-2μm，掺杂浓度为5×10¹⁶/cm³-5×10¹⁷/cm³。

在本申请实施例中，所述过渡层的深度为0.3μm-1.5μm，掺杂浓度为1×10¹⁸/cm³-1×10²⁰/cm³；所述外延层的厚度为9μm-12μm，掺杂浓度为6×10¹⁵/cm³-1.4×10¹⁶/cm³。

在本申请实施例中，所述绝缘层和所述保护层之间还包括电介质层，所述电介质层与所述绝缘层的材料相同或不同。

在本申请实施例中，所述电介质层或所述绝缘层的材料包括氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、氧化铝、氧化铪及氧化镧中的至少一种。

在本申请实施例中，位于所述场氧化层上的所述金属场板具有第一宽度，所述绝缘层的宽度与所述保护层的厚度之和为第二宽度，所述场氧化层具有第三宽度，其中所述第一宽度至少占所述第三宽度的1％，且所述第一宽度小于所述第二宽度。

在本申请实施例中，所述器件区包括二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管、结型场效应晶体管、半导体存储器件、半导体光伏器件中的一种或多种。

在本申请实施例中，所述器件区包括金属氧化物半导体场效应晶体管，所述场氧化层的表面还包括层间介电层，且所述金属场板位于所述过渡层和部分所述层间介电层的表面。