[发明专利]一种空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构及其制备方法，所述保护结构包括从器件的有源区向器件边缘依次分布的JTE结构与场线环结构。本申请的保护结构应用在纵向功率器件的节终端区域或者横向功率器件的漂移区形成以达到降低器件表面电场，提高器件耐压的作用。该结构可在一次光刻和离子注入的情况下，达到降低表面电场和提高耐压的目的，成本较低并且对光刻的要求较低。此外，本申请的空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构，与传统场线环结构相比对光刻工艺的精度要求降低3倍，与传统JTE结构相比对注入剂量和激活杂质的浓度窗口增加7倍，增大了工艺窗口。

技术领域

本发明涉及半导体器件保护结构领域，具体涉及一种空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构及其制备方法。

背景技术

现有功率器件产品一般需要终端保护结构以防止器件在pn结边缘提前击穿来增加器件的耐压，同时防止表面电场过高以提高器件可靠性。

传统的终端保护结构，或者对注入剂量控制要求精确(如传统JTE结构)，或者对光刻精度要求较高(如传统场限环结构)。传统JTE结构对注入剂量的要求一般在±50％以内，而传统场限环结构一般要求光刻精度在0.5微米或以下。对于这些传统结构，由于注入角度和光刻工艺的偏差，芯片的耐压在片内均匀性和片间均匀性会受到工艺偏差较大的影响。特别对于碳化硅器件来说，离子注入后能被激活的杂质浓度存在不确定性，更加加重了工艺难度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构，该结构可在一次光刻和离子注入的情况下，达到降低表面电场和提高耐压的目的，成本较低并且对光刻的要求较低。本发明的另一目的在于提供一种空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构，所述保护结构包括从器件的有源区向器件边缘依次分布的JTE结构与场线环结构；其中，所述JTE结构至少包含一个空间调制的区域，该区域的注入区占该区域总面积的1％至99％；若包含两个及以上的空间调制区域，注入区占比从有源区向器件边缘递减；所述场线环结构包括至少包含一个场线环，若包含两个及以上的场线环，场线环的间隔可以是相同间隔、等差间隔或者不等间隔。

一种空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构的制备方法，所述方法为：

首先在器件表面的离子注入区域设置注入掩膜阻挡层，然后通过离子注入来制作所述JTE结构和所述场线环结构，通过调节所述注入掩膜阻挡层的阻挡图形密度来制作形成注入区占比从有源区向器件边缘递减的JTE结构；并通过调制场线环间隔来调制场线环的注入比例。

进一步，所述掩膜阻挡层为0.5um—3um厚的氧化硅、氮化硅、多晶硅、光刻胶或者他们的混合结构。

进一步，所述离子注入的角度为0-45度，离子注入能量1keV-3000keV，剂量为2E11cm^-2-2E15cm^-2。

进一步，所述掩膜阻挡层上的阻挡层图形为圆形，圆环形或者多边形。

本发明具有以下有益技术效果：

本申请的保护结构应用在纵向功率器件的节终端区域或者横向功率器件的漂移区形成以达到降低器件表面电场，提高器件耐压的作用。该结构可在一次光刻和离子注入的情况下，达到降低表面电场和提高耐压的目的，成本较低并且对光刻的要求较低。此外，本申请的空间剂量调制JTE与场线环构成的混合节终端保护结构，与传统场线环结构相比对光刻工艺的精度要求降低3倍，与传统JTE结构相比对注入剂量和激活杂质的浓度窗口增加7倍，增大了工艺窗口。

附图说明