[發明專利]碳化硅功率元件

有效

• 申請號: 201410027152.0
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN104795435B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 李傳英;李隆盛;顏誠廷;洪建中
• 申請（專利權）人: 瀚薪科技股份有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L29/872
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司11240
• 代理人: 余剛,李靜

技術領域

本發明涉及一種半導體元件，尤指一種具有終端結構的功率元件。

背景技術

功率元件可以廣泛的應用，以形成各種開關元件，例如電源供應器的開關、電信開關、電力開關等，其需求除了在主動區域能通過大電流，還要具備能在終端區域承受較大的崩潰電壓。

因此對功率元件而言，于設計上除了針對可導通電流的主動區域，還需要設計可避免逆偏操作時崩潰現象提早發生的終端結構，以提高元件的可靠度，傳統終端結構的類型有區域氧化（local oxidation of silicon，LOCOS）、電場平板（field plate）以及保護環（guard ring）等，而在美國發明專利公開第US20100032685號中，還披露一種具有終端結構的功率元件，該功率元件的基板包含有一具有第一導電類型的漂移層、一具有與該第一導電類型相異的第二導電類型的緩沖層以及一具有第二導電類型的終端結構。該緩沖層位于該漂移層上，而與該漂移層形成一P-N接面，該終端結構設置于該漂移層而與該緩沖層相鄰，其中，該緩沖層包含一部分延伸至該終端結構上而部分覆蓋該終端結構的階部，藉以對抗高崩潰電壓所產生的電場。

然而，上述的方式為額外形成該緩沖層以提高該功率元件對抗崩潰電壓的能力，如此，使得該功率元件在工藝上不僅需要增加制作該緩沖層的步驟，并且該功率元件于對抗崩潰電壓在效果上仍然有改進的空間。

發明內容

本發明的主要目的，在于解決已知功率元件在對抗崩潰電壓的設計上，需額外設置該緩沖層，而增加該功率元件的工藝步驟的問題，并且該功率元件于對抗崩潰電壓的能力仍有改進的空間。

為達上述目的，本發明提供一種具有終端結構的碳化硅功率元件，包含有一碳化硅基板、一功率元件結構以及一終端結構。該碳化硅基板具有一漂移層，該漂移層具有一第一導電性并包含有一主動區域以及一環繞該主動區域的終端區域；該功率元件結構設置于該主動區域；而該終端結構設置于該終端區域并具有一異于該第一導電性的第二導電性，該終端結構包含有至少一圍繞于該功率元件結構的外側并與該功率元件結構相鄰的第一摻雜環以及至少一圍繞該第一摻雜環的第二摻雜環。

其中，該第一摻雜環具有一小于該第二摻雜環的第一摻雜濃度以及一大于該第二摻雜環的第一摻雜深度。

如此一來，本發明通過該第一摻雜環以及該第二摻雜的設置，使該第一摻雜環具有小于該第二摻雜環的該第一摻雜濃度以及大于該第二摻雜環的該第一摻雜深度，不需額外設置該緩沖層，即可增加該終端結構對抗該崩潰電壓的能力，以提高該碳化硅功率元件的可靠度，并降低該碳化硅功率元件的制造成本。

附圖說明

圖1為本發明第一實施例的結構示意圖。

圖2為本發明第一實施例相較已知功率元件的崩潰電壓示意圖。

圖3為本發明第二實施例的結構示意圖。

圖4為本發明第三實施例的結構示意圖。

圖5為本發明第四實施例的結構示意圖。

圖6為本發明第五實施例的結構示意圖。

具體實施方式

有關本發明的詳細說明及技術內容，現就配合圖式說明如下：

請參閱圖1所示，為本發明第一實施例的結構示意圖，如圖所示：本發明提供一種具有終端結構的碳化硅功率元件，包含有一碳化硅基板10、一功率元件結構20以及一終端結構30。該碳化硅基板10包含有一基層12以及一位于該基層12上的漂移層11，該基層12與該漂移層11均具有一第一導電性，在此實施例中，該第一導電性可為N型摻雜，該基層12具有大于該漂移層11的一電子濃度，但不以此為限制。該漂移層11進一步包含有一主動區域111以及一終端區域112，該終端區域112環繞于該主動區域111周圍。