芯片和电子设备的制作方法

1.本技术涉及芯片技术领域，尤其涉及一种芯片和电子设备。


背景技术：

2.功率半导体器件作为电子电路中的核心器件，可以用来实现电能的高效传输和转换，实现对电能的高效利用。
3.功率半导体器件可以集成在功率半导体芯片中，为了防止外界水汽和可动离子(例如，钠)对功率半导体芯片内部的功率半导体器件造成影响，通常会在金属层位于功率半导体芯片的终端区的部分上覆盖钝化层，利用钝化层阻隔水汽。
4.然而，在一些场景下，对半导体器件进行温度循环测试(temperature cycle test，tct)或热冲击(thermal shock，ts)等可靠性测试时，因金属层和钝化层的热膨胀系数失配，导致金属层与钝化层之间因互相挤压产生应力，过大的应力导致钝化层在金属层的台阶处产生裂纹，进而导致水汽从钝化层的裂纹处进入功率半导体芯片的有源区，并侵蚀功率半导体器件，影响功率半导体器件的可靠性。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本技术提供一种芯片和电子设备，可以降低钝化层的开裂风险，提高芯片的可靠性。
6.第一方面，本技术提供一种芯片，该芯片划分为主功能区、过渡区和保护区，过渡区位于主功能区与保护区之间。该芯片包括依次层叠设置在半导体衬底上的场氧、金属层和钝化层。其中，场氧和钝化层位于过渡区和保护区，金属层位于主功能区和过渡区。在过渡区，场氧包括间隔设置的主场氧和至少一个辅场氧，辅场氧位于主场氧朝向主功能区一侧。在过渡区，金属层从主功能区延伸至主场氧背离半导体衬底一侧。钝化层从金属层背离半导体衬底一侧，延伸至金属层背离主功能区一侧，以覆盖金属层背离半导体衬底的表面以及金属层背离主功能区的侧面。
7.本技术的方案中，在过渡区，由于将既有的场氧分割为主场氧和至少一个辅场氧，或者，在既有主场氧的基础上增加至少一个辅场氧，且主场氧与至少一个辅场氧之间间隔设置。这样一来，至少一个辅场氧可以起到缓冲作用，阻隔从主功能区延伸至主场氧背离半导体衬底一侧的金属层上的应力传到至钝化层，从而有效降低大尺寸的金属层与钝化层之间的应力，降低钝化层开裂的风险，防止水汽通过钝化层的裂缝处进入芯片的主功能区，影响主功能区中各器件的功能。
8.在一些可能实现的方式中，为了防止水汽通过场氧进入主功能区，钝化层还可以从金属层背离主功能区一侧，延伸至主场氧背离主功能区一侧。此情况下，金属层可以覆盖主场氧背离半导体衬底一侧表面中的一部分；或者，金属层也可以完全覆盖主场氧背离半导体衬底一侧的表面。
9.可选的，在过渡区，金属层覆盖主场氧背离半导体衬底一侧表面中的一部分。这样
一来，沿半导体衬底指向金属层的方向，钝化层可以先从主场氧背离主功能区一侧，爬坡至主场氧背离半导体衬底一侧；再从金属层背离主功能区一侧，爬坡至金属层背离半导体衬底一侧。从而避免钝化层在主场氧和金属层的台阶处同时爬坡，增加钝化层所需爬坡的台阶的总高度，从而可以降低钝化层的开裂风险。
10.在一些可能实现的方式中，辅场氧的个数可以是一个；或者，辅场氧的个数也可以是多个。辅场氧的数量，与辅场氧的尺寸、主场氧的尺寸、辅场氧与主场氧之间的间距、相邻辅场氧之间的间距、以及芯片的尺寸有关。其中，在辅场氧的个数为多个的情况下，多个辅场氧之间间隔设置。
11.可选的，辅场氧的个数可以是三个。沿主功能区到保护区的方向，每个辅场氧的长度范围为[0.2μm，100μm]，相邻辅场氧之间的间距范围为[0.2um，100μm]。
[0012]
示例的，以从最靠近主功能区的辅场氧朝向主功能区一侧，到主场氧背离主功能区一侧之间的距离为100μm为例，沿主功能区到保护区的方向，主场氧的长度可以为50μm，每个辅场氧的长度可以是10μm，相邻辅场氧之间的间距、以及主场氧与辅场氧之间的间距可以是5μm。此情况下，辅场氧的个数可以是三个。
[0013]
在一些可能实现的方式中，金属层包括第一部分和第二部分，第一部分至少位于主功能区，第二部分位于过渡区；沿金属层到半导体衬底的方向，第一部分的厚度大于第二部分的厚度。
[0014]
本技术通过减小第二部分的厚度，可以减小由尺寸较大的第一部分传导至第二部分的应力，从而降低金属层(或者说第二部分)与钝化层之间的应力，降低钝化层开裂的风险，防止水汽通过钝化层的裂缝处进入芯片的主功能区，影响主功能区各器件的功能。
[0015]
在一些可能实现的方式中，第一部分除了位于主功能区以外，还可以从主功能区延伸至过渡区。也可以说，第一部分除了设置在主功能区的部分以外，还有一部分设置在过渡区，以防止在制备主功能区的器件的过程中，因工艺原因，对位不准确，导致第一部分不能与主功能区的其他形成良好的接触关系，从而影响位于主功能区的器件的性能。并且，通过将第一部分中位于过渡区的部分位于辅场氧朝向主功能区一侧，在利用至少一个辅场氧起到缓冲应力的作用的基础上，还可以避免厚度较大的金属层经过至少一个辅场氧后，仍然将较大的应力传导至钝化层。
[0016]
在一些可能实现的方式中，可以通过以下几种方式，制备得到金属层的第一部分和第二部分：
[0017]
第一种情况，通过同一道半导体工艺，在场氧背离半导体衬底一侧形成第一金属层，第一金属层的厚度与第二部分的厚度相同，并且，第一金属层位于主功能区和过渡区。接着，利用光刻工艺，在第一金属层背离半导体衬底一侧形成第二金属层，第二金属层至少位于主功能区。此情况下，第一金属层的材料与第二金属层的材料可以相同，也可以不相同。示例的，第一部分的厚度范围为[1μm，7μm]，第二部分的厚度范围为[0.1μm，4μm]。
[0018]
第二种情况，利用光刻工艺，先在过渡区形成第二部分。接着，利用光刻工艺，在主功能区(或者，主功能区和过渡区)形成第一部分。此情况下，第一金属层的材料与第二金属层的材料可以相同，也可以不相同。
[0019]
当然，也可以先在主功能区(或者，主功能区和过渡区)形成第一部分，后在过渡区形成第二部分，本技术实施例对此不作限定。
[0020]
第三种情况，可以先在场氧背离半导体衬底一侧依次形成金属薄膜和第二光刻胶。接着对第二光刻胶进行半曝光，显影后得到第二光刻胶图案。第二光刻胶图案包括完全保留区、半保留区和完全暴露区。完全保留区与待形成的金属层对应，半保留区与待形成的第二部分对应，完全暴露区与其他区域对应。接着，在第二光刻胶图案的保护下，对金属薄膜进行第一次刻蚀，得到金属图案。之后，进一步对第二光刻胶图案进行曝光，显影后得到第三光刻胶图案，第三光刻胶图案与待形成的第一部分对应。接着，在第三光刻胶图案的保护下，对金属图案进行刻蚀，得到金属层的第一部分和第二部分。此情况下，第一金属层的材料与第二金属层的材料相同。
[0021]
在一些可能实现的方式中，对于过渡区和保护区的结构为场限环结构的芯片，芯片还包括位于保护区的电极层。在保护区，电极层从主场氧背离半导体衬底一侧，延伸至与该主场氧相邻的主场氧背离半导体衬底一侧；钝化层从电极层背离半导体衬底一侧，延伸至与该电极层相邻的电极层背离半导体衬底一侧。
[0022]
电极层可以与金属层的第一部分或者第二部分通过同一道半导体工艺形成，即，在形成第一部分的同时，还可以利用同一道半导体工艺形成电极层；或者，在形成第二部分的同时，还可以利用同一道半导体工艺形成电极层。
[0023]
在一些可能实现的方式中，金属层背离主功能区的侧面还可以为斜面；沿金属层到半导体衬底的方向，斜面与主功能区之间的距离逐渐变大。
[0024]
本技术中，通过将金属层背离主功能区的侧面设置为斜面，可以在钝化层的爬坡台阶高度不变的情况下，利用斜面对钝化层起到缓冲作用，改善钝化层在台阶处容易开裂的问题，避免水汽从钝化层的裂纹处进入功率半导体芯片的有源区，并侵蚀功率半导体器件，影响功率半导体器件的可靠性。
[0025]
在一些可能实现的方式中，芯片还包括主结，主结从主功能区延伸至过渡区，并与至少一个辅场氧和主场氧接触。
[0026]
第二方面，本技术还提供一种电子设备，该电子设备包括电路板和第一方面所述的芯片，芯片设置于电路板上。
[0027]
第二方面的实现方式与第一方面任意一种实现方式相对应。第二方面的实现方式所对应的技术效果可参见上述第一方面以及第一方面的任意一种实现方式所对应的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
[0028]
图1为本技术实施例提供的电子设备的结构框图；
[0029]
图2a为相关技术提供的芯片的俯视示意图；
[0030]
图2b为图2a中a区域的放大图及其剖视示意图；
[0031]
图2c为结终端扩展结构的主结的结构示意图；
[0032]
图2d为横向变掺杂结构的主结的结构示意图；
[0033]
图3为相关技术提供的芯片的结构示意图；
[0034]
图4a为本技术实施例提供的芯片的一种结构示意图；
[0035]
图4b为本技术实施例提供的芯片的另一种结构示意图；
[0036]
图4c为本技术实施例提供的芯片的又一种结构示意图；
[0037]
图5为本技术实施例提供的芯片的又一种结构示意图；
[0038]
图6为本技术实施例提供的芯片的又一种结构示意图；
[0039]
图7为图6中过渡区的放大图；
[0040]
图8为本技术实施例提供的芯片的又一种结构示意图；
[0041]
图9a为本技术实施例提供的金属层的制备过程图；
[0042]
图9b为本技术实施例提供的金属层的制备过程图；
[0043]
图10a为本技术实施例提供的金属层的制备过程图；
[0044]
图10b为本技术实施例提供的金属层的制备过程图；
[0045]
图11为本技术实施例提供的金属层的制备过程图；
[0046]
图12为本技术实施例提供的芯片的又一种结构示意图。
[0047]
附图标记：
[0048]
10-半导体衬底；11-场板；12-场氧；121-主场氧；122-辅场氧；13-钝化层；14-主结；21-金属层；211-第一金属层；212-第二金属层；201-第一部分；202-第二部分。
具体实施方式
[0049]
为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术中的附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0050]
本技术的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：只存在a，只存在b以及同时存在a和b三种情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“安装”、“连接”、“相连”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体地连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接，也可以是两个元件内部的连通。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
[0051]
本技术实施例提供一种电子设备，上述电子设备可以是手机、电脑、平板电脑、汽车、只能穿戴设备等需要芯片的电子设备。当然，电子设备还可以是其他设备，本技术实施例不对终端的具体形式进行限定。其中，上述芯片可以是任意芯片，包括但不限于功率半导体芯片。为了方便说明，下文除另外说明以外，均以芯片为功率半导体芯片进行举例说明。
[0052]
无论是水电、或热电、或风电、或化学电池产生的电能，其大部分不能直接应用在电子设备中，75％以上的电能必须经过功率半导体器件进行变换后，才能应用在电子设备中。
[0053]
如图1所示，以汽车为例，汽车中集成有电池、开关和直流(direct current，dc)/
交流(alternating current，ac)器件。电池可以为汽车提供直流电压，但汽车需在交流电压的控制下启动。因此，功率半导体器件可以作为开关，使dc/ac器件导通，利用dc/ac器件将接收的直流电压转换为交流电压，进而在交流电压的控制下，使汽车启动。
[0054]
前文提到，位于终端区的钝化层易在应力作用下出现裂纹，导致水汽进入有源区，影响功率半导体器件的可靠性。
[0055]
具体的，如图2a所示，芯片可以包括主功能区、过渡区和保护区，过渡区和保护区位于主功能区外围，过渡区位于主功能区与保护区之间。其中，芯片的主功能区可以对应于功率半导体芯片的有源区，芯片的过渡区和保护区可以对应于功率半导体芯片的终端区。其中，终端区可以是场限环(fieldlimiting ring，flr)结构、结终端扩展(junction termination extension，jte)结构、横向变掺杂(variationlateral doping，vld)结构、以及各种衍生的复合终端结构等。
[0056]
以过渡区和保护区的结构为flr结构为例，如图2b所示，在主功能区，功率半导体芯片包括设置在半导体衬底上的功率半导体器件，例如，功率半导体器件可以包括设置在半导体衬底10上的二极管、晶体管、晶闸管等。功率半导体器件包括金属层21，金属层21可以从主功能区延伸至过渡区。除此以外，功率半导体芯片包括依次层叠设置在半导体衬底10上的主结14、场氧12、电极层11和钝化层13，主结14可以位于主功能区、过渡区、以及保护区。场氧12位于过渡区和保护区。电极层11位于保护区。钝化层位于过渡区和保护区，可以覆盖金属层21中位于过渡区的部分以及电极层11，以阻隔水汽，防止水汽进入主功能区。其中，设置在过渡区和保护区的金属层21和电极层11可以起到调制电场分布等作用。
[0057]
主结14的图案可以与功率半导体器件中的部分膜层，通过同一道半导体工艺制备得到。例如，主结14的图案与功率半导体器件中的有源层通过同一道半导体工艺制备得到，电极层11的图案与功率半导体器件中的金属层21通过同一道半导体工艺制备得到。这样一来，可以简化芯片的制备工艺。
[0058]
并且，在过渡区，场氧12设置于金属层21和与其相邻的电极层11之间，金属层21从主功能区延伸至场氧12背离半导体衬底10一侧。在保护区，场氧12还设置于相邻电极层11之间，每个电极层11从场氧12中背离半导体衬底10的表面，经过主结14背离半导体衬底10一侧中露出的表面，延伸至与该场氧12相邻的场氧12中背离半导体衬底10的表面。其中，沿主功能区到保护区的方向，相邻电极层11之间间隔设置。
[0059]
在过渡区，钝化层13设置于相邻金属层21和与其相邻的电极层11之间，并从金属层21中背离半导体衬底10的表面，延伸至与该金属层21相邻的电极层11中背离半导体衬底10的表面。在保护区，钝化层13还设置于相邻电极层11之间，每个钝化层13从电极层11中背离半导体衬底10的表面，延伸至与该电极层11相邻的电极层11中背离半导体衬底10的表面。其中，沿主功能区到保护区的方向，相邻钝化层13之间间隔设置。
[0060]
而对于过渡区和保护区的结构为jte结构和vld结构的芯片来说，在终端区，功率半导体芯片也包括依次层叠设置在半导体衬底10上的主结14、场氧12和钝化层13。除此以外，金属层21也可以从主功能区延伸至过渡区。但jte结构和vld结构的芯片可以不包括场板11。
[0061]
对于jte结构，如图2c所示，保护区可以包括多个结终端扩展区域，多个主结14分别位于多个结终端扩展区域。沿远离主功能区的方向，多个主结14的掺杂浓度逐渐减小，掺
杂深度逐渐变浅。
[0062]
对于vld结构，如图2d所示，主结14可以从主功能区延伸至保护区，但沿远离主功能区的方向，主结14的掺杂浓度逐渐变小，主结14的厚度也逐渐减小。
[0063]
如图3所示，在过渡区，由于金属层21具有一定图案，且金属层21中位于过渡区的部分的厚度例如与金属层21中位于主功能区的部分的厚度相同，而为了满足功率半导体器件键合或焊接的设计要求，金属层21的厚度通常较厚，厚度范围可以达到[0.1μm，7μm]。对半导体器件进行tct或ts等可靠性测试时，尺寸较大的金属层21上的应力传导至钝化层13，可能因钝化层13在金属层21的台阶爬坡处的应力过大，导致钝化层13开裂，进而导致水汽从钝化层13的裂纹处进入功率半导体芯片的主功能区，并侵蚀功率半导体器件，影响功率半导体器件的可靠性。
[0064]
此外，需要说明的是，本技术实施例不对钝化层13的材料进行限定，可选的，可以选取防水效果较好的材料作为钝化层13的材料，例如，钝化层13的材料可以包括无机绝缘材料，无机绝缘材料可以是氮化硅(sin)。
[0065]
对于半导体衬底10，半导体衬底10可以包括衬底。若衬底的材料包括硅(si)，则半导体衬底10可以只包括衬底。若半导体衬底10的材料包括碳化硅(sic)，则半导体衬底10还可以包括设置于衬底与场氧12等结构之间的外延层。
[0066]
基于上述问题，本技术通过对场氧12的结构进行改进，以减小金属层21传导至钝化层13上的应力，降低钝化层13的开裂风险。
[0067]
下面结合附图，对芯片的具体结构进行详细说明。
[0068]
如图4a和图4b所示，对于过渡区和保护区的结构为jte结构和vld结构的芯片，芯片包括依次层叠设置在半导体衬底10上的场氧12、金属层21和钝化层13，场氧12和钝化层13位于过渡区和保护区；金属层21位于主功能区和过渡区。在过渡区，场氧12包括间隔设置的主场氧121和至少一个辅场氧122，辅场氧122位于主场氧121朝向主功能区一侧；金属层21从主功能区延伸至主场氧121背离半导体衬底10一侧。钝化层13从金属层21背离半导体衬底10一侧，延伸至金属层21背离主功能区一侧。
[0069]
此处需要说明的是，如图4a和图4b所示，金属层21从主功能区延伸至主场氧121背离半导体衬底10一侧，即，从主功能区延伸至主场氧121背离半导体衬底10一侧的金属层21为一连续结构。而又因为辅场氧122位于主场氧121朝向主功能区一侧，因此，连续的金属层21不但覆盖主场氧121背离半导体衬底10一侧的表面，还覆盖所有辅场氧122背离半导体衬底10一侧的表面。
[0070]
在一些可能实现的方式中，本技术可以是将既有的场氧12分割为主场氧121和至少一个辅场氧122；或者，本技术也可以是在既有的场氧12的基础上，增加至少一个辅场氧122。
[0071]
本技术的方案中，在过渡区，由于将既有的场氧12分割为主场氧121和至少一个辅场氧122，或者，在既有主场氧121的基础上增加至少一个辅场氧122，且主场氧121与至少一个辅场氧122之间间隔设置。这样一来，至少一个辅场氧122可以起到缓冲作用，阻隔从主功能区延伸至主场氧121背离半导体衬底10一侧的金属层21上的应力传到至钝化层13，从而有效降低大尺寸的金属层21与钝化层13之间的应力，降低钝化层13开裂的风险，防止水汽通过钝化层13的裂缝处进入芯片的主功能区，影响主功能区中各器件的功能。
[0072]
在一些可能实现的方式中，如图4b所示，为了防止水汽通过场氧121进入主功能区，钝化层13还可以从金属层21背离主功能区一侧，延伸至主场氧121背离主功能区一侧。此情况下，如图4b所示，金属层21可以覆盖主场氧121背离半导体衬底10一侧表面中的一部分；或者，如图4c所示，金属层21也可以完全覆盖主场氧121背离半导体衬底10一侧的表面。
[0073]
可选的，如图4b所示，在过渡区，金属层21覆盖主场氧121背离半导体衬底10一侧表面中的一部分。这样一来，沿半导体衬底10指向金属层21的方向，钝化层13可以先从主场氧121背离主功能区一侧，爬坡至主场氧121背离半导体衬底10一侧；再从金属层21背离主功能区一侧，爬坡至金属层21背离半导体衬底10一侧。从而避免钝化层13在主场氧121和金属层21的台阶处同时爬坡，增加钝化层13所需爬坡的台阶的总高度，从而可以降低钝化层13的开裂风险。
[0074]
在一些可能实现的方式中，如图4b和图4c所示，辅场氧122的个数可以是一个；或者，如图5所示，辅场氧122的个数也可以是多个。辅场氧122的数量，与辅场氧122的尺寸、主场氧121的尺寸、辅场氧122与主场氧121之间的间距、相邻辅场氧122之间的间距、以及芯片的尺寸有关，本技术实施例对此不作限定。
[0075]
此处需要说明的是，在辅场氧122的个数为多个的情况下，多个辅场氧122之间间隔设置。
[0076]
可选的，如图5所示，辅场氧122的个数可以是三个。沿主功能区到保护区的方向，每个辅场氧122的长度范围为[0.2μm，100μm]，相邻辅场氧122之间的间距范围为[0.2um，100μm]。
[0077]
示例的，如图5所示，以从最靠近主功能区的辅场氧朝向主功能区一侧，到主场氧背离主功能区一侧之间的距离l为100μm为例，沿主功能区到保护区的方向，主场氧121的长度l1可以为50μm，每个辅场氧122的长度l2可以是10μm，相邻辅场氧122之间的间距、以及主场氧121与辅场氧122之间的间距可以是5μm。此情况下，辅场氧122的个数可以是三个。
[0078]
在一些可能实现的方式中，无论辅场氧122的个数是一个还是多个，位于过渡区的主场氧121和至少一个辅场氧122都可以通过同一道半导体工艺制备得到。
[0079]
例如，可以通过如下步骤形成主场氧121和至少一个辅场氧122：先在半导体衬底10上依次形成薄膜和第一光刻胶。对第一光刻胶进行曝光、显影得到第一光刻胶图案。其中，第一光刻胶图案覆盖待形成的主场氧121和至少一个辅场氧122、露出薄膜中除待形成的主场氧121和至少一个辅场氧122以外的区域。接着，在第一光刻胶图案的保护下，对薄膜进行刻蚀，得到主场氧121和至少一个辅场氧122。其中，薄膜例如可以是二氧化硅(sio2)薄膜。
[0080]
当然，还可以采用其他工艺形成主场氧121和至少一个辅场氧122，本技术实施例对此不作限定，只要最终得到的主场氧121和至少一个辅场氧122的结构关系如前文所述，则形成主场氧121和至少一个辅场氧122的工艺均在本技术的保护范围之内。并且，位于保护区的场氧12，也可以与位于过渡区的场氧12通过同一次半导体工艺制备得到。
[0081]
前述实施例描述了过渡区和保护区的结构为jte结构和vld结构的芯片，对于过渡区和保护区的结构为flr结构的芯片，芯片还可以包括电极层11。如图6所示，电极层11位于保护区，在保护区，电极层11从主场氧121背离半导体衬底10一侧，延伸至与该主场氧121相邻的主场氧121背离半导体衬底10一侧。钝化层13除了覆盖金属层21以外，还从电极层11背
离半导体衬底10一侧，延伸至与该电极层11相邻的电极层11背离半导体衬底10一侧。这样一来，不但可以利用电极层11起到等电势的作用，还可以利用钝化层13覆盖电极层11，防止水汽进入主功能区。
[0082]
前文提到，金属层21中位于主功能区的部分的厚度与金属层21中位于过渡区的部分的厚度相同。而为了满足金属层21的设计要求，金属层21的厚度通常较厚，导致钝化层13在金属层21处所需爬坡的台阶高度较大，在应力作用下，钝化层13容易在台阶处开裂。
[0083]
基于此，在一些实施例中，如图7所示，金属层21可以包括第一部分201和第二部分202。其中，第一部分201至少位于主功能区，第二部分202位于过渡区。沿金属层21到半导体衬底10的方向，第一部分201的厚度大于第二部分202的厚度。
[0084]
本技术通过减小第二部分202的厚度，可以减小由尺寸较大的第一部分201传导至第二部分202的应力，从而降低金属层21(或者说第二部分)与钝化层13之间的应力，降低钝化层13开裂的风险，防止水汽通过钝化层13的裂缝处进入芯片的主功能区，影响主功能区各器件的功能。
[0085]
在一些可能实现的方式中，本技术实施例不对第一部分201和第二部分202的厚度范围进行限定，只要第二部分202可以起到等电势作用，第一部分201可以满足位于主功能区的器件的设计要求即可。
[0086]
可选的，第二部分202的厚度范围可以为[0.1μm，4μm]，例如，第二部分202的厚度可以是0.1μm、或0.6μm、或2μm、或4μm。第一部分201的厚度范围可以为[0.1μm，7μm]，例如，金属层21的厚度可以是1μm、或2.5μm、或3.2μm、或4μm、或5μm、或7μm。
[0087]
在一些可能实现的方式中，如图8所示，第一部分201除了位于主功能区以外，还可以从主功能区延伸至过渡区。也可以说，第一部分201除了设置在主功能区的部分以外，还有一部分设置在过渡区，以防止在制备主功能区的器件的过程中，因工艺原因，对位不准确，导致第一部分201不能与主功能区的其他形成良好的接触关系，从而影响位于主功能区的器件的性能。并且，通过将第一部分201中位于过渡区的部分位于辅场氧122朝向主功能区一侧，在利用至少一个辅场氧122起到缓冲应力的作用的基础上，还可以避免厚度较大的金属层21经过至少一个辅场氧122后，仍然将较大的应力传导至钝化层13。
[0088]
在一些可能实现的方式中，本技术实施例不对第一部分201和第二部分202的制备过程进行限定，示例的，可以通过以下几种方式，制备得到金属层21的第一部分201和第二部分202：
[0089]
第一种情况，如图9a所示，通过同一道半导体工艺，在场氧12背离半导体衬底10一侧形成第一金属层211，第一金属层211的厚度与第二部分202的厚度相同，并且，第一金属层211位于主功能区和过渡区。接着，如图9b所示，利用光刻工艺，在第一金属层211背离半导体衬底10一侧形成第二金属层212，第二金属层212至少位于主功能区。此情况下，第一金属层211的材料与第二金属层212的材料可以相同，也可以不相同。
[0090]
对于第一金属层211和第二金属层212层叠设置的区域，第一金属层211和第二金属层212可以构成金属层21的第一部分201。第一金属层211的厚度范围可以是[0.1μm，4μm]，第二金属层212的厚度范围可以是[0.1μm，4μm]，以确保由第一部分201的总厚度范围为[0.1μm，7μm]。
[0091]
第二种情况，如图10a所示，利用光刻工艺，先在过渡区形成第二部分202。接着，如
图10b所示，利用光刻工艺，在主功能区(或者，主功能区和过渡区)形成第一部分201。此情况下，第一金属层211的材料与第二金属层212的材料可以相同，也可以不相同。
[0092]
当然，也可以先在主功能区(或者，主功能区和过渡区)形成第一部分201，后在过渡区形成第二部分202，本技术实施例对此不作限定。
[0093]
第三种情况，可以先在场氧12背离半导体衬底10一侧依次形成金属薄膜和第二光刻胶。接着对第二光刻胶进行半曝光，显影后得到第二光刻胶图案。第二光刻胶图案包括完全保留区、半保留区和完全暴露区。完全保留区与待形成的金属层21对应，半保留区与待形成的第二部分202对应，完全暴露区与其他区域对应。接着，如图11所示，在第二光刻胶图案的保护下，对金属薄膜进行第一次刻蚀，得到金属图案213。之后，进一步对第二光刻胶图案进行曝光，显影后得到第三光刻胶图案，第三光刻胶图案与待形成的第一部分201对应。接着，在第三光刻胶图案的保护下，对金属图案213进行刻蚀，得到图7或图8所示的金属层21的第一部分201和第二部分202。此情况下，第一金属层211的材料与第二金属层212的材料相同。
[0094]
当然，还可以采用其他工艺形成金属层21的第一部分201和第二部分202，本技术实施例对此不作限定，只要最终得到的第一部分201与第二部分202的结构关系如前文所述，则形成金属层21的第一部分201和第二部分202的工艺均在本技术的保护范围之内。
[0095]
此外，对于过渡区和保护区的结构为flr结构的芯片，电极层11可以与金属层21的第一部分201或者第二部分202通过同一道半导体工艺形成，即，在形成第一部分201的同时，还可以利用同一道半导体工艺形成电极层11；或者，在形成第二部分202的同时，还可以利用同一道半导体工艺形成电极层11。
[0096]
在一些实施例中，如图12所示，金属层21背离主功能区的侧面还可以为斜面；沿金属层21到半导体衬底10的方向，斜面与主功能区之间的距离逐渐变大。
[0097]
本技术中，通过将金属层21背离主功能区的侧面设置为斜面，可以在钝化层13的爬坡台阶高度不变的情况下，利用斜面对钝化层13起到缓冲作用，改善钝化层13在台阶处容易开裂的问题，避免水汽从钝化层13的裂纹处进入功率半导体芯片的有源区，并侵蚀功率半导体器件，影响功率半导体器件的可靠性。
[0098]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种芯片，其特征在于，划分为主功能区、过渡区和保护区，所述过渡区位于所述主功能区与所述保护区之间；所述芯片包括依次层叠设置在半导体衬底上的场氧、金属层和钝化层，所述场氧和所述钝化层位于所述过渡区和所述保护区；所述金属层位于所述主功能区和所述过渡区；在所述过渡区，所述场氧包括间隔设置的主场氧和至少一个辅场氧，所述辅场氧位于所述主场氧朝向所述主功能区一侧；所述金属层从所述主功能区延伸至所述主场氧背离所述半导体衬底一侧；所述钝化层从所述金属层背离所述半导体衬底一侧，延伸至所述金属层背离所述主功能区一侧。2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，在所述过渡区，所述钝化层还从所述金属层背离所述主功能区一侧，延伸至所述主场氧背离所述主功能区一侧；所述金属层覆盖所述主场氧背离所述半导体衬底一侧表面中的一部分；所述钝化层从所述金属层背离所述半导体衬底一侧，经过所述主场氧背离所述半导体衬底一侧，延伸至所述主场氧背离所述主功能区一侧。3.根据权利要求1或2所述的芯片，其特征在于，所述辅场氧的个数为多个，多个所述辅场氧间隔设置。4.根据权利要求3所述的芯片，其特征在于，所述辅场氧的个数为三个；沿所述主功能区到所述保护区的方向，每个所述辅场氧的长度范围为[0.2μm，100μm]，相邻所述辅场氧之间的间距范围为[0.2um，100μm]。5.根据权利要求1-4任一项所述的芯片，其特征在于，所述金属层包括第一部分和第二部分，所述第一部分至少位于所述主功能区，所述第二部分位于所述过渡区；沿所述金属层到所述半导体衬底的方向，所述第一部分的厚度大于所述第二部分的厚度。6.根据权利要求5所述的芯片，其特征在于，所述第一部分从所述主功能区延伸至所述过渡区。7.根据权利要求5或6所述的芯片，其特征在于，所述金属层包括第一金属层和第二金属层，所述第一金属层位于所述半导体衬底与所述第二金属层之间；所述第一金属层的厚度与所述第二部分的厚度相同；所述第一金属层位于所述主功能区和所述过渡区，所述第二金属层至少位于所述主功能区。8.根据权利要求5或6所述的芯片，其特征在于，所述第一部分的厚度范围为[1μm，7μm]，所述第二部分的厚度范围为[0.1μm，4μm]。9.根据权利要求1-8任一项所述的芯片，其特征在于，所述芯片还包括位于所述保护区的电极层；在所述保护区，所述电极层从所述主场氧背离所述半导体衬底一侧，延伸至与该主场氧相邻的所述主场氧背离所述半导体衬底一侧；所述钝化层从电极层背离所述半导体衬底一侧，延伸至与该电极层相邻的所述电极层背离所述半导体衬底一侧。10.根据权利要求9所述的芯片，其特征在于，在所述金属层包括第一金属层和所述第二金属层的情况下，所述场板与所述第一金属层同层同材料。所述电极层与所述金属层同层同材料。
11.根据权利要求1-10任一项所述的芯片，其特征在于，所述金属层背离所述主功能区的侧面为斜面；沿所述金属层到所述半导体衬底的方向，所述斜面与所述主功能区之间的距离逐渐变大。12.根据权利要求1-11任一项所述的芯片，其特征在于，所述芯片还包括主结，所述主结从所述主功能区延伸至所述过渡区，并与所述至少一个辅场氧和所述主场氧接触。13.一种电子设备，其特征在于，包括电路板和权利要求1-12任一项所述的芯片，所述芯片设置于所述电路板上。

技术总结
本申请提供一种芯片和电子设备，涉及芯片技术领域，可以降低钝化层的开裂风险，提高芯片的可靠性。该芯片划分为主功能区、过渡区和保护区，过渡区位于主功能区与保护区之间。该芯片包括依次层叠设置在半导体衬底上的场氧、金属层和钝化层。其中，场氧和钝化层位于过渡区和保护区，金属层位于主功能区和过渡区。在过渡区，场氧包括间隔设置的主场氧和至少一个辅场氧，辅场氧位于主场氧朝向主功能区一侧。在过渡区，金属层从主功能区延伸至主场氧背离半导体衬底一侧。钝化层从金属层背离半导体衬底一侧，延伸至金属层背离主功能区一侧，以覆盖金属层背离半导体衬底的表面以及金属层背离主功能区的侧面。离主功能区的侧面。离主功能区的侧面。


技术研发人员：唐龙谷 胡飞 高博 刘家甫 黄伯宁 刘志华
受保护的技术使用者：华为数字能源技术有限公司
技术研发日：2022.03.17
技术公布日：2023/9/23