[发明专利]半导体功率器件及其制造方法

权利要求书

1.一种器件，所述器件包括：

第一掺杂半导体区和第二相反掺杂的半导体区，所述第一掺杂半导体区和所述第二相反掺杂的半导体区由未掺杂或轻掺杂半导体漂移区隔开；

第一电极结构，所述第一电极结构与所述第一掺杂半导体区形成欧姆接触；

第二电极结构，所述第二电极结构与所述第二掺杂半导体区形成通用接触，所述通用接触允许电子和空穴两者流动。

2.根据权利要求1所述的器件，其中所述第二电极结构包括：与所述第二掺杂半导体区接触的至少一个P+掺杂半导体区以及至少一个N+掺杂半导体区；金属或金属合金层，所述至少一个P+掺杂半导体区以及所述至少一个N+掺杂半导体区设置在所述金属或金属合金层与所述第二掺杂半导体区之间；和氧化物层，所述氧化物层设置在所述至少一个P+掺杂半导体区与所述金属或金属合金层之间，并且其中所述第一电极结构包括形成在所述第一掺杂半导体区层的顶表面上的P+层和沉积于所述P+层上的金属层。

3.根据权利要求2所述的器件，其中所述第二电极结构包括与设置在所述金属或金属合金层与所述第二掺杂半导体区之间的多个N+掺杂半导体区交替的多个P+掺杂半导体区。

4.根据权利要求1所述的器件，其中所述至少一个P+掺杂半导体区具有与所述第二掺杂半导体区接触的第一区域，并且所述至少一个N+掺杂半导体区具有与所述第二掺杂半导体区接触的第二区域，所述第一区域和所述第二区域的比率形成所述通用接触的p-n面积比，并且其中所述p-n面积比确定所述器件的反向电流恢复时间以及所述器件的正向电流。

5.根据权利要求1所述的器件，其中所述第一掺杂半导体区为p掺杂半导体区，所述第二掺杂半导体区为具有在0.001Ω-cm至50Ω-cm范围内的电阻率的N型半导体衬底区，并且所述未掺杂或轻掺杂半导体漂移区为具有在20Ω-cm至200Ω-cm范围内的电阻率的n型外延半导体区。

6.一种器件，所述器件包括：

第一掺杂半导体区和第二相反掺杂的半导体区，所述第一掺杂半导体区和所述第二相反掺杂的半导体区由未掺杂或轻掺杂半导体漂移区隔开；

第一电极结构，所述第一电极结构与所述第一掺杂半导体区形成欧姆接触；

第二电极结构，所述第二电极结构包括与第二掺杂半导体区接触的P+掺杂半导体区和N+掺杂半导体区的交替阵列，所述第二电极结构包括设置在金属层与所述交替阵列的所述P+掺杂半导体区以及所述N+掺杂半导体区之间的氧化物层。

7.根据权利要求12所述的器件，其中所述氧化物层覆盖所述P+掺杂半导体区并且部分地在所述交替阵列的所述N+掺杂半导体区上方延伸。

8.一种方法，所述方法包括：

在N型半导体衬底上生长n型外延层；

在所述n型外延层的顶表面上形成阳极结构；

背面研磨所述N型半导体衬底以减小其厚度；以及

形成阴极结构，包括：

在背面研磨的半导体衬底的背表面上形成通用接触结构；

以及

在所述通用接触结构的背表面上沉积背面金属。

9.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述通用接触结构包括：

将n型掺杂物注入到所述背面研磨的半导体衬底的所述背表面中；

将p型掺杂物注入到所述背面研磨的半导体衬底的所述背表面中；

进行光刻图案化以勾划所述通用接触结构的P+区和N+区；

注入n型掺杂物以形成所述通用接触结构的所述N+区；以及

进行激光退火以活化所注入的p型掺杂物和n型掺杂物，以形成所述通用接触结构的所述P+区和所述N+区。

10.根据权利要求8所述的方法，其中形成所述通用接触结构还包括：

在所述通用接触结构的所述P+区上方以及部分地在所述N+区上方图案化并沉积氧化物层；以及

在所述氧化物层上方沉积所述背面金属。