一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于縱向超結(jié)半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的終端結(jié)構(gòu)，第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移條寬度可調(diào)節(jié)，達(dá)到從元胞區(qū)到邊界的一個(gè)漸變，使終端電荷能夠更好的平衡，從而提高器件耐壓；其次本發(fā)明的第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)一直將第二種導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體柱覆蓋，并向邊界有一段延伸，以保證完全覆蓋兩種類型半導(dǎo)體漂移區(qū)的交界位置，減小器件表面電場(chǎng)峰值，使表面電場(chǎng)比較均勻，從而降低超結(jié)終端表面發(fā)生擊穿的幾率，提高器件耐壓。
【專利說明】
一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于超結(jié)半導(dǎo)體器件技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]超結(jié)的提出打破了傳統(tǒng)耐壓與比導(dǎo)之間2.5次方的硅極限關(guān)系，在高耐壓同時(shí)器件具有更低的比導(dǎo)通電阻。由超結(jié)理論，加大漂移區(qū)PN條摻雜濃度可有效降低器件的比導(dǎo)通電阻，減小PN條寬度能使PN條之間的耗盡更加完全，從而提高耐壓。因此絕大多數(shù)超結(jié)器件的元胞設(shè)計(jì)都具有摻雜濃度高，條寬小的特點(diǎn)。而傳統(tǒng)超結(jié)器件終端都延用與元胞內(nèi)相同間距相等的PN條作為其終端承受耐壓，這種PN條摻雜濃度高，間距小，往往容差很低，加上終端邊緣的輔助耗盡很容易由于終端電荷非平衡而發(fā)生擊穿。而且PN條的濃度大，PN結(jié)上的電場(chǎng)斜率較大，電場(chǎng)峰值谷值相差較大，使得擊穿時(shí)電壓很低，很難達(dá)到器件元胞設(shè)計(jì)時(shí)所受的耐壓值。由于體內(nèi)優(yōu)化及最短路徑，擊穿多發(fā)生在終端表面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的，就是針對(duì)上述問題，提出提出一種超結(jié)功率器件終端結(jié)構(gòu)，以調(diào)節(jié)器件邊緣的電荷平衡，改善器件邊緣的表面電場(chǎng)分布，從而提高器件耐壓。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]—種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)，包括第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I和位于第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I上表面的第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11;所述第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11中具有多個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21，第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11和第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21交替排列設(shè)置，形成多個(gè)垂直于第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I表面的PN結(jié);所述第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11上層一端具有第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23，第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23下表面與一個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21的上表面連接;第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的部分上表面具有金屬電極41，第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11的上表面和第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的部分上表面具有絕緣層31，金屬電極41和絕緣層31連接;其特征在于，相鄰的第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21之間的間距，從靠近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23—側(cè)到遠(yuǎn)離第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23—側(cè)逐漸增加;在第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21頂部與絕緣層31之間具有第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22。
[0006]進(jìn)一步的，所述第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22的一端與第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23接觸，另一端向遠(yuǎn)離第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的一側(cè)延伸直至超過最后一個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21。
[0007]進(jìn)一步的，所述第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22的結(jié)深等于第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的結(jié)深。
[0008]進(jìn)一步的，所述第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22，在靠近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的一側(cè)的端面與第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21的端面沿器件垂直方向齊平，另一側(cè)向遠(yuǎn)離第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的一端延伸至超過第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21的端面;例外的是，位于鄰近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21頂部的第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22，其靠近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的一側(cè)延伸至于第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23接觸。
[0009]本發(fā)明的有益效果為，能夠改變第二種導(dǎo)電類型漂移區(qū)之間的間距以盡可能的達(dá)到電荷平衡，能夠改善器件終端表面電場(chǎng)，避免表面電場(chǎng)較高而提前發(fā)生擊穿。本發(fā)明簡單可行工藝難度較低，能很好地解決終端耐壓問題，同時(shí)減小終端的尺寸，縮小芯片面積。
【附圖說明】
[0010]圖1是傳統(tǒng)終端結(jié)構(gòu)；
[0011]圖2是本發(fā)明給出的一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明給出的一種表面斷續(xù)終端結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4和圖5是超結(jié)延伸至整個(gè)漂移區(qū)的本發(fā)明結(jié)構(gòu)；
[0014]圖6是本發(fā)明給出的與阱同步摻雜表面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖7是本發(fā)明對(duì)超結(jié)平面柵器件的應(yīng)用；
[0016]圖8是本發(fā)明對(duì)超結(jié)槽柵器件的應(yīng)用；
[0017]圖9是加場(chǎng)限環(huán)后的本發(fā)明結(jié)構(gòu)；
[0018]圖10是本發(fā)明加場(chǎng)板結(jié)構(gòu)；
[0019]圖11是Medici仿真?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的表面電場(chǎng)比較；圖(a)是傳統(tǒng)的，圖(b)是本發(fā)明的；
[0020]圖12是Medici仿真?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)與本發(fā)明的等勢(shì)線比較；圖(a)是傳統(tǒng)的，圖(b)是本發(fā)明的。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0022]如圖1所示，為傳統(tǒng)的超結(jié)縱向器件終端結(jié)構(gòu)剖面圖，包括第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底1、第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11、第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21、第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23、絕緣層31、金屬電極41;其第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11和第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21在第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I上，并且相互交替呈周期性排列，共同構(gòu)成器件漂移區(qū)，絕緣層31位于漂移區(qū)上方，第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23位于絕緣層31和漂移區(qū)之間與元胞內(nèi)第二種導(dǎo)電類型阱相連，金屬層41位于第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23上方。
[0023]如圖2所示，為本發(fā)明提供的一種超結(jié)終端器件結(jié)構(gòu)剖面圖，包括第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I和位于第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I上表面的第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11;所述第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11中具有多個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21，第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11和第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21交替排列設(shè)置，形成多個(gè)垂直于第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I表面的PN結(jié);所述第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11上層一端具有第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23，第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23下表面與一個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21的上表面連接;第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的部分上表面具有金屬電極41，第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11的上表面和第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的部分上表面具有絕緣層31，金屬電極41和絕緣層31連接;其特征在于，相鄰的第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21之間的間距，從靠近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23—側(cè)到遠(yuǎn)離第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23—側(cè)逐漸增加;在第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21頂部與絕緣層31之間具有第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22。所述第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22的一端與第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23接觸，另一端向遠(yuǎn)離第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的一側(cè)延伸直至超過最后一個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21。
[0024]上述方案中，第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21之間的間距從靠近元胞區(qū)到終端邊界按一定規(guī)律變化，以更好的達(dá)到終端區(qū)域電荷平衡，從而提高器件的終端耐壓。傳統(tǒng)超結(jié)器件終端P條和N條的寬度固定，但在終端區(qū)域時(shí)往往邊界大面積的N型漂移區(qū)會(huì)對(duì)超結(jié)區(qū)域輔助耗盡，使終端區(qū)域難以達(dá)到理想狀態(tài)的電荷平衡。本發(fā)明給出的終端第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移條寬度可調(diào)節(jié)，達(dá)到從元胞區(qū)到邊界的一個(gè)漸變，使終端電荷能夠更好的平衡，從而提高器件耐壓。其次本發(fā)明的第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22—直將第二種導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體柱21覆蓋，并向邊界有一段延伸，以保證完全覆蓋兩種類型半導(dǎo)體漂移區(qū)的交界位置，使表面電場(chǎng)比較均勻，從而降低兩種類型半導(dǎo)體漂移區(qū)的交界位置在半導(dǎo)體表面的高電場(chǎng)，避免器件終端表面提前發(fā)生擊穿。
[0025]圖3給出了本發(fā)明的一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)，其第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22為斷續(xù)結(jié)構(gòu)，覆蓋第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21向外與第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11所形成的PN結(jié)。由于表面摻雜區(qū)22為斷續(xù)結(jié)構(gòu)，有助于在降低漂移區(qū)PN結(jié)引起的終端表面強(qiáng)電場(chǎng)的同時(shí)，阻斷表面泄露電流。由于該改進(jìn)結(jié)構(gòu)表面同樣為PNPN的結(jié)構(gòu)，所以在弱化漂移區(qū)PN結(jié)尖峰電場(chǎng)的同時(shí)會(huì)引入略有尖角的表面PN結(jié)電場(chǎng)，其表面電場(chǎng)曲線相對(duì)于連續(xù)表面摻雜結(jié)構(gòu)更為平緩，平均電場(chǎng)更高。
[0026]圖4和圖5為本發(fā)明提供的一種PN條延伸到襯底超結(jié)終端器件結(jié)構(gòu)剖面圖。圖2和圖3中第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11在第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I上直接外延形成，而第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21并未與第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I接觸，其間有第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11隔開，由于第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21與第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底I之間的第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11的存在，其相當(dāng)于半超結(jié)器件底部存在第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體緩沖層，其緩沖層電場(chǎng)對(duì)擊穿電壓的降低起到了一定的緩沖作用，可以增大第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21的摻雜容差，讓工藝更容易實(shí)現(xiàn)。此外相同漂移區(qū)厚度條件下半超結(jié)的刻蝕深度相對(duì)較淺，多次外延注入的次數(shù)更少，也使得工藝更加容易。而圖4和圖5第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21直接連接在襯底上，其可通過PN條同時(shí)注入摻雜形成，也可通過深槽刻蝕形成，其PN條長度相當(dāng)，電荷平衡更好控制，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求適當(dāng)選擇。
[0027]圖6為本發(fā)明提供的一種與體內(nèi)第二種導(dǎo)電類型阱同步摻雜終端表面終端結(jié)構(gòu)剖面圖，其中所述第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23和第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22由同步工藝形成，其共同連成一體。該方案在工藝制作上減少了版次和離子注入次數(shù)，工藝更加簡單，成本降低，可行度高。但其第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22的濃度隨第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23濃度的改變而改變，不可調(diào)節(jié)，此外其結(jié)深與第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23相同，相對(duì)有所增加。因?yàn)榻Y(jié)深較深，若摻雜濃度較高，則表面無法完全耗盡，會(huì)存在較大的表面泄露電流，對(duì)器件產(chǎn)生不利影響，若摻雜濃度低，則第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22的邊緣與第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11之間會(huì)存在較大的電場(chǎng)，易在第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22的邊緣發(fā)生擊穿。該方案雖然在工藝上更加簡單，但其在耐壓和器件性能上會(huì)產(chǎn)生不利影響。
[0028]圖7給出了本發(fā)明對(duì)平面柵VDMOS的一種應(yīng)用，圖8給出了本發(fā)明對(duì)槽柵結(jié)構(gòu)的VDMOS的一種應(yīng)用。圖7和圖8給出了本發(fā)明可用在平面柵和槽柵器件的兩種實(shí)例，表明本發(fā)明可用于多種超結(jié)器件結(jié)構(gòu)。此外，其第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21的寬度可與元胞內(nèi)的相等，也可比元胞內(nèi)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)寬度窄或適當(dāng)加寬，可根據(jù)具體應(yīng)用需求而定。PN條的最小寬度依賴于制造的工藝水平和外延層的刻蝕深度，終端區(qū)域條寬越窄，相同摻雜濃度下其電場(chǎng)峰值也就越低，相同條數(shù)下其終端面積更小，其調(diào)節(jié)的靈活性也越尚。
[0029]圖9還包括第一種導(dǎo)電類型截止環(huán)19、金屬電極49，所述第一種導(dǎo)電類型截止環(huán)19位于漂移區(qū)邊緣上方，第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22外層，所述金屬電極49位于第一種導(dǎo)電類型截止環(huán)19上方。在終端邊緣加截止環(huán)，由于終端截止環(huán)與第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11為同種導(dǎo)電類型摻雜，且電位相同，能使由源端引起的電場(chǎng)線終止于第一種導(dǎo)電類型截止環(huán)19和第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11邊界，耗盡便不會(huì)向器件邊緣外擴(kuò)展，同樣終止于第一種導(dǎo)電類型截止環(huán)19和第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)11邊界。在器件終端邊緣加上截止環(huán)，能夠保護(hù)同襯底上其他器件能夠正常工作，減小芯片面積，提高電路整體性會(huì)K。
[0030]圖1O還包括了場(chǎng)板45，所述場(chǎng)板45在靠近金屬電極41的絕緣層31的上方，對(duì)金屬電極41、第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23的電場(chǎng)集中起緩解作用，可有效降低第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱23周圍的電場(chǎng)集中引起的擊穿，將電場(chǎng)延伸到較寬的表面區(qū)域，而場(chǎng)板邊緣位于第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21上方可降低場(chǎng)板邊緣引起的電場(chǎng)集中，可利用第一種導(dǎo)電類型和第二種導(dǎo)電類型漂移區(qū)的耗盡引入電荷，從而對(duì)場(chǎng)板的邊緣電場(chǎng)峰值起到一定的降低?？偟膩碚f，場(chǎng)板的引入降低了由于電場(chǎng)線集中所引起的峰值電場(chǎng)，將電場(chǎng)分散到了較大的區(qū)域，緩解了電場(chǎng)集中引起的器件擊穿，而其邊緣位于第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21上方可進(jìn)一步降低引入場(chǎng)板后場(chǎng)板邊緣電場(chǎng)較集中而引起的擊穿。
[0031]圖11為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和本發(fā)明的器件終端表面電場(chǎng)比較，圖(a)為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的Medici仿真表面電場(chǎng)圖，圖(b)為本發(fā)明的Medici仿真表面電場(chǎng)圖。從圖中可以看出，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)漂移區(qū)表面沒有進(jìn)行P表面摻雜，表面電場(chǎng)峰值很高，超過2*105V/cm，表面PN條表面電場(chǎng)幾乎呈周期性變化，電場(chǎng)峰值相近，以靠近元胞區(qū)域?yàn)樽罡?，但每周期電?chǎng)峰值和谷值相差很大。而本發(fā)明表面每個(gè)PN條為周期的電場(chǎng)峰值和谷值差距較小，雖然整個(gè)曲線呈一定的幅度，但平均電場(chǎng)密度更大，相同峰值下耐壓提高。圖(b)較圖(a)在邊界區(qū)有一個(gè)較大的電場(chǎng)峰值，這是由于而器件終端表面增加了第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22，其覆蓋第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21與邊界的交界位置并向邊界有一段延伸，其與邊界構(gòu)成一個(gè)反偏的PN結(jié)，因此會(huì)承擔(dān)一定的電壓。此外第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22比第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)21在邊界有一段延伸，使其終端區(qū)域的面積稍有增大，但第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)22緩解了表面電場(chǎng)尖峰，降低了周期性電場(chǎng)峰值和谷值之間的差距，提高表面電場(chǎng)平均值，耐壓提尚。
[0032]圖12給出了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和本發(fā)明的Medici仿真對(duì)比，其中圖(a)為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的Medici仿真剖面圖，圖(b)為本發(fā)明的Medici仿真剖面圖。從圖中可以看出本發(fā)明的等勢(shì)線間的最小間距更寬，整個(gè)等勢(shì)線呈一定的弧度，終端電場(chǎng)遠(yuǎn)小于元胞區(qū)域，且表面電場(chǎng)線更加均勻。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的等勢(shì)線在靠近元胞端分布比較密集，經(jīng)過超結(jié)終端對(duì)角線后幾乎垂直向上。因?yàn)樵O(shè)計(jì)做了相應(yīng)的優(yōu)化，使得相同厚度下器件盡可能的提高耐壓，所以靠元胞端等勢(shì)線會(huì)比較密集均勻，而且基本呈平行于平面，而經(jīng)過超結(jié)終端對(duì)角線后等勢(shì)線幾乎垂直向上，受終端PN條影響，呈現(xiàn)出疏密變化，造成電場(chǎng)的集中，使得表面很容易發(fā)生擊穿，除此之外上方邊緣三角區(qū)域的電場(chǎng)很不均勻，也使得該部分所承擔(dān)耐壓下降。
[0033]本發(fā)明的工作原理為:
[0034]本發(fā)明給出一種以調(diào)整終端第二種導(dǎo)電類型漂移區(qū)之間的間距來達(dá)到終端電荷近似平衡的方案，提高器件終端區(qū)的擊穿電場(chǎng)，該方案只需更改第二種導(dǎo)電類型雜質(zhì)注入時(shí)的光刻板，工藝實(shí)現(xiàn)簡單，效果顯著。本發(fā)明還在漂移區(qū)PN結(jié)表面增加了第二種導(dǎo)電類型摻雜區(qū)，減弱了半導(dǎo)體區(qū)與絕緣層接觸面的電場(chǎng)峰值，提高器件終端的表面耐壓。綜上所述，本發(fā)明通過調(diào)整第二種導(dǎo)電類型漂移區(qū)之間的間距和引入表面第二種雜質(zhì)類型摻雜區(qū)，提高了超結(jié)縱向器件的終端耐壓，提供了一種提高超結(jié)縱向器件終端擊穿電壓的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)，包括第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底(I)和位于第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底(I)上表面的第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(11);所述第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(11)中具有多個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)，第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(11)和第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)交替排列設(shè)置，形成多個(gè)垂直于第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底(I)表面的PN結(jié);所述第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(11)上層一端具有第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)，第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)下表面與一個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)的上表面連接;第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)的部分上表面具有金屬電極(41)，第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(11)的上表面和第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)的部分上表面具有絕緣層(31)，金屬電極(41)和絕緣層(31)連接;其特征在于，相鄰的第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)之間的間距，從靠近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)—側(cè)到遠(yuǎn)離第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23) —側(cè)逐漸增加;在第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)頂部與絕緣層(31)之間具有第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)(22)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)(22)的一端與第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)接觸，另一端向遠(yuǎn)離第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)的一側(cè)延伸直至超過最后一個(gè)第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)(22)，在靠近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)的一側(cè)的端面與第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)的端面沿器件垂直方向齊平，另一側(cè)向遠(yuǎn)離第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)的一端延伸至超過第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)的端面;例外的是，位于鄰近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)的第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)頂部的第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)(22)，其靠近第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)的一側(cè)延伸至于第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)接觸。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超結(jié)半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二種導(dǎo)電類型表面摻雜區(qū)(22)的結(jié)深等于第二種導(dǎo)電類型元胞區(qū)延伸阱(23)的結(jié)深。5.根據(jù)權(quán)利要求2和權(quán)利要求3所述的一種半導(dǎo)體器件終端結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體漂移區(qū)(21)與第一種導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底(I)相鄰。
【文檔編號(hào)】H01L29/06GK106024860SQ201610357355
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月25日
【發(fā)明人】喬明, 黃琬琰, 章文通, 余洋, 張波
【申請(qǐng)人】電子科技大學(xué)