[发明专利]一种功率器件终端结构及制作方法在审

申请号：	202310177426.3	申请日：	2023-02-28
公开（公告）号：	CN116230561A	公开（公告）日：	2023-06-06
发明（设计）人：	王小文;陈开宇	申请（专利权）人：	瑶芯微电子科技（上海）有限公司
主分类号：	H01L21/56	分类号：	H01L21/56;H01L23/31;H01L23/14;H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06;H01L29/16;H01L23/13
代理公司：	上海光华专利事务所(普通合伙) 31219	代理人：	余明伟
地址：	201207 上海市浦东新区中国（上海***	国省代码：	上海;31
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摘要：
搜索关键词：	一种功率器件终端结构制作方法
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【说明书】：

本发明提供一种功率器件终端结构及制作方法，该方法包括：提供碳化硅基衬底，碳化硅基衬底包括有源区和终端区；于终端区中形成环状沟槽；于终端区上依次形成场氧层和层间介质层；于碳化硅基衬底上形成覆盖层间介质层的钝化层，钝化层填充入环状沟槽中；于钝化层上形成保护层，保护层覆盖钝化层并延伸至终端区中远离有源区的一侧与碳化硅基衬底的上表面连接。本发明中于SiC衬底的终端区设置环状沟槽，提高了SiC表面粗糙度，进而提高钝化层/保护层与SiC衬底之间的粘附能力，有效避免SiC器件由于高温热膨胀不匹配而发生的钝化层/保护层剥离SiC衬底，从而避免器件高温失效，提高了SiC功率器件的高温可靠性。

技术领域

本发明属于半导体器件制造领域，涉及一种功率器件终端结构及制作方法。

背景技术

碳化硅(SiC)作为第三代化合物半导体材料，具有优异的物理特性和电特性，SiC基金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，简称MOSFET)具有低导通电阻，高工作频率的特点，在充电桩，电动汽车，光伏逆变等应用领域中具有广阔的应用前景。然而，由于SiC材料特性，热膨胀系数等参数与传统Si基功率器件不同，传统的Si基功率器件的钝化层(Passivation，简称PA)和保护层等并不适用于SiC高压功率器件，特别是在高温高压的恶劣应用环境下，SiC MOSFET表现出较差的可靠性。

因此，如何提供一种功率器件终端结构及制作方法，以提高SiC MOSFET的可靠性，避免高温状态下因热膨胀系数的不匹配导致钝化层/保护层剥离SiC而出现失效等，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种功率器件终端结构及制作方法，用于解决现有技术中因热膨胀系数的不匹配导致钝化层/保护层剥离SiC而出现失效、器件可靠性差等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种功率器件终端结构的制作方法，包括以下步骤：

提供碳化硅基衬底，所述碳化硅基衬底包括有源区和终端区，所述终端区环设于所述有源区的外侧；

于所述碳化硅基衬底上形成掩膜层并图形化，基于图形化的所述掩膜层于所述终端区中形成环状沟槽，在水平方向上所述有源区位于所述环状沟槽围成的区域内；

于所述终端区上依次形成场氧层和层间介质层，所述场氧层和所述层间介质层在水平方向上与所述环状沟槽间隔预设距离；

于所述碳化硅基衬底上形成钝化层，所述钝化层覆盖所述层间介质层并填充入所述环状沟槽中；

于所述钝化层上形成保护层，所述保护层覆盖所述钝化层并延伸至所述终端区中远离所述有源区的一侧与所述碳化硅基衬底的上表面连接。

可选地，所述碳化硅基衬底包括碳化硅衬底或碳化硅外延片。

可选地，所述掩膜层包括自下而上依次层叠的二氧化硅层/多晶硅层/二氧化硅层。

可选地，所述环状沟槽包括方形环状槽、圆形环状槽中的一种。