本发明实施例涉及半导体器件,尤其涉及一种功率器件。
背景技术:
1、功率器件例如碳化硅(sic)肖特基二极管器件在高温高湿场合的应用越来越广,因此通常会采用高温高湿反偏测试(high humidity high temperature reverse bias,h3trb)等试验来表征其在这些极端场合的可靠性。相比于硅(si)材料,sic材料本身的特性优良,更能耐受极端工况,因此sic功率器件的可靠性关注点逐渐从半导体材料本身转移到器件的钝化、金属接触、封装材料上。目前sic功率器件会选择氧化硅与氮化硅叠层的钝化层结构来防止湿气的侵蚀,但是这种钝化层有时也会受损,例如在极端工况下由于热膨胀或水汽入侵等原因使得钝化层容易产生裂痕和腐蚀,水汽在高电场的作用下会加速从裂痕处进入,渗透至器件的半导体基底例如碳化硅基底表面,终端电场被破坏,最终导致器件失效。
2、因此,如何有效阻挡水汽渗透至半导体基底表面,以提升器件的h3trb可靠性能力是目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明实施例提供一种功率器件,以提升器件的h3trb可靠性能力。
2、具体地,本发明实施例提供的一种功率器件,例如包括:
3、半导体基底,具有有源区和围绕所述有源区的外围区域;
4、接触金属层,设置在所述有源区上以与所述半导体基底形成电接触、并从所述有源区朝向所述外围区域延伸;
5、正面金属层,设置在所述接触金属层背离所述半导体基底的一侧、并从所述有源区朝向所述外围区域延伸,其中所述正面金属层的端面相对于所述接触金属层的端面内缩;
6、钝化层,设置在所述半导体基底上,其中所述钝化层覆盖所述接触金属层及所述正面金属层且暴露出至少部分所述正面金属层的表面,所述钝化层的材料为无机材料;以及
7、保护层,设置在所述半导体基底上,其中所述保护层覆盖所述钝化层、且暴露出至少部分所述正面金属层的表面。
8、本发明上述实施例可以具有如下有益效果:通过结构设计,使得所述正面金属层的端面相对于所述接触金属层的端面内缩,此处的接触金属层扮演了水汽阻挡层的功能,其使得即使所述钝化层拐角处因应力过大而破裂,也可以阻挡水汽渗透至半导体基底表面,因此可以提升功率器件的h3trb等抗湿性可靠性能力。
1.一种功率器件,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的功率器件,其特征在于,所述外围区域包括终端区和位于所述终端区与所述有源区之间的过渡区,所述过渡区被配置有第一注入区,所述接触金属层从所述有源区朝向所述外围区域延伸至覆盖所述第一注入区。
3.根据权利要求2所述的功率器件,其特征在于,所述第一注入区具有朝向所述终端区的外侧面,所述接触金属层的所述端面朝向所述终端区,所述正面金属层的所述端面朝向所述终端区,在所述有源区到所述终端区的横向方向上,所述接触金属层的端面位于所述正面金属层的端面与所述第一注入区的所述外侧面之间。
4.根据权利要求3所述的功率器件,其特征在于,在所述横向方向上,所述接触金属层的端面与所述正面金属层的端面之间的距离大于1微米。
5.根据权利要求3所述的功率器件,其特征在于,在所述横向方向上,所述接触金属层的端面与所述第一注入区的所述外侧面之间的距离大于1微米。
6.根据权利要求1所述的功率器件,其特征在于,在所述半导体基底到所述接触金属层的方向上,所述接触金属层的厚度大于0.1微米且小于3微米。
7.根据权利要求6所述的功率器件,其特征在于,所述正面金属层的厚度大于2微米、且所述正面金属层的厚度大于所述接触金属层的厚度。
8.根据权利要求1所述的功率器件,其特征在于,所述接触金属层为单层金属层,所述单层金属层与所述半导体基底形成肖特基接触并兼作水汽阻挡层。
9.根据权利要求1所述的功率器件,其特征在于,所述接触金属层为多层金属层,所述多层金属层中邻近所述半导体基底的底金属层与所述半导体基底形成肖特基接触,且所述多层金属层中远离所述半导体基底的顶金属层作为水汽阻挡层。
10.根据权利要求2所述的功率器件,其特征在于,所述半导体基底包括碳化硅衬底和设置在所述碳化硅衬底上的碳化硅外延层,所述碳化硅外延层的掺杂浓度低于所述碳化硅衬底的掺杂浓度,所述有源区被配置有第二注入区,所述第二注入区自所述碳化硅外延层的表面向所述碳化硅衬底延伸,所述终端区被配置有第三注入区,所述第三注入区自所述碳化硅外延层的表面向所述碳化硅衬底延伸,所述碳化硅外延层的导电类型与所述碳化硅衬底的导电类型相同、且与所述第一注入区、所述第二注入区及所述第三注入区的导电类型相异。
11.根据权利要求1至10任意一项所述的功率器件,其特征在于,还包括场氧化层,所述场氧化层设置在所述半导体基底上、并形成接触孔以暴露出所述有源区,所述接触金属层位于所述接触孔内并朝向所述外围区域延伸至所述场氧化层背离所述半导体基底的一侧以与所述场氧化层部分重叠,所述钝化层自所述场氧化层的表面朝向所述有源区延伸至所述正面金属层的表面。
12.根据权利要求11所述的功率器件,其特征在于,所述钝化层为由多个不同无机材料层构成的多层堆叠结构,且依次包括第一堆叠横向段、第一堆叠纵向段、第二堆叠横向段、第二堆叠纵向段、第三堆叠横向段,所述第一堆叠横向段接触覆盖所述场氧化层的表面,所述第一堆叠纵向段连接所述第一堆叠横向段和所述第二堆叠横向段且接触覆盖所述接触金属层的所述端面,所述第二堆叠横向段接触覆盖所述接触金属层背离所述半导体基底的表面,所述第二堆叠纵向段连接所述第二堆叠横向段和所述第三堆叠横向段且接触覆盖所述正面金属层的所述端面,所述第三堆叠横向段接触覆盖所述正面金属层背离所述半导体基底的表面。