[發(fā)明專利]采用多晶截止場(chǎng)板的半導(dǎo)體器件終端單元結(jié)構(gòu)及制造方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410614652.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-05
• 公開（公告）號(hào): CN104393028A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張世勇;胡強(qiáng);王思亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)東方電氣集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/40
• 分類號(hào): H01L29/40;H01L29/06;H01L21/28
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域的半導(dǎo)體器件，具體為一種采用多晶截止場(chǎng)板的半導(dǎo)體器件終端單元結(jié)構(gòu)及制造方法。

背景技術(shù)

電力電子器件的設(shè)計(jì)制造中，終端是不可或缺的一部分，它能夠在器件承受高電壓的時(shí)候使得器件內(nèi)部耗盡區(qū)變得平滑，從而讓器件承受更高的電壓。傳統(tǒng)的電力電子器件的終端通常為在低摻雜的沉底上通過注入和推進(jìn)，制備場(chǎng)限環(huán)；也有在場(chǎng)限環(huán)的上面向外側(cè)加上場(chǎng)板來實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)的進(jìn)一步平滑。

相對(duì)于單獨(dú)的場(chǎng)限環(huán)結(jié)構(gòu)，場(chǎng)限環(huán)+場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)能夠更好的平滑耗盡區(qū)，因此在相同承壓的終端設(shè)計(jì)上，場(chǎng)限環(huán)+場(chǎng)板的設(shè)計(jì)比單獨(dú)的場(chǎng)限環(huán)的設(shè)計(jì)需要的環(huán)的數(shù)目要少，同時(shí)場(chǎng)板能夠保護(hù)芯片的終端不被外界污染，因此具有更好的擊穿特性和器件穩(wěn)定性。

此外，在電力電子器件的制造過程中，活性區(qū)決定了器件的主要電學(xué)特性，終端雖然是必不可少的部分，但是僅僅影響器件的擊穿電壓和穩(wěn)定性，對(duì)器件的導(dǎo)通壓降和關(guān)斷時(shí)間沒有貢獻(xiàn)，因此終端在滿足器件所要求的承壓的基礎(chǔ)上，終端的面積越小越好。

總結(jié)器件以上兩種終端設(shè)計(jì)的問題，可以歸結(jié)為：

場(chǎng)板的結(jié)構(gòu)能夠保護(hù)器件終端免收污染，因此需要盡可能增加場(chǎng)板的面積；以及終端的面積需要盡可能的小，來增加活性區(qū)的面積。而增加場(chǎng)板的面積指的是在一定面積大小的終端前提下，增加場(chǎng)板覆蓋終端的比例，因?yàn)閳?chǎng)板覆蓋終端的比例越大，終端暴露出來的比例就越小，這樣不暴露就是不容易被污染。?

現(xiàn)有相關(guān)專利有：專利號(hào)為CN201010246809.4，申請(qǐng)日為?2010-08-06，名稱為“一種高壓功率半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)”的發(fā)明專利，其技術(shù)內(nèi)容為：本發(fā)明公開了一種高壓功率半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)將功率半導(dǎo)體器件環(huán)繞、與襯底具有相反導(dǎo)電類型的場(chǎng)限環(huán)，在每個(gè)場(chǎng)限環(huán)單側(cè)或兩側(cè)設(shè)有與場(chǎng)限環(huán)導(dǎo)電類型相同，摻雜濃度小于場(chǎng)限環(huán)的摻雜區(qū)域，場(chǎng)限環(huán)上覆有場(chǎng)板，場(chǎng)限環(huán)與場(chǎng)板之間用二氧化硅層間隔。場(chǎng)板的材料可選自銅、鋁、多晶硅或摻氧多晶硅等。

再如專利號(hào)為CN201010246816.4，申請(qǐng)日為2010-08-06，名稱為“一種高壓功率半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)”的發(fā)明專利，其技術(shù)內(nèi)容為：本發(fā)明公開了一種高壓功率半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括若干個(gè)將功率半導(dǎo)體器件環(huán)繞、與襯底具有相反導(dǎo)電類型的場(chǎng)限環(huán)，在場(chǎng)限環(huán)周圍設(shè)有與場(chǎng)限環(huán)導(dǎo)電類型相同，摻雜濃度小于場(chǎng)限環(huán)的摻雜區(qū)域，該摻雜區(qū)域?qū)?chǎng)限環(huán)包裹，場(chǎng)限環(huán)上覆有場(chǎng)板，場(chǎng)限環(huán)與場(chǎng)板之間用二氧化硅層間隔。場(chǎng)板的材料可選自銅、鋁、多晶硅或摻氧多晶硅等。

其中CN201010246809.4和?CN201010246816.4?與本專利保護(hù)的對(duì)象相同，都是一種半導(dǎo)體器件本身的“終端結(jié)構(gòu)”，但是在終端結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和終端結(jié)構(gòu)的功能上，兩者是不同的，上述這兩個(gè)專利都是通過不同的場(chǎng)限環(huán)設(shè)計(jì)來減小場(chǎng)限環(huán)處的電場(chǎng)而使得擊穿電壓能夠增加，他們的場(chǎng)板與場(chǎng)限環(huán)之間是不相連的，場(chǎng)板沒有起到減小電場(chǎng)的作用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的半導(dǎo)體芯片終端單元結(jié)構(gòu)存在的上述問題，現(xiàn)在特別提出一種采用多晶截止場(chǎng)板的半導(dǎo)體器件終端單元結(jié)構(gòu)及制造方法，該設(shè)計(jì)擁有更大的場(chǎng)板覆蓋面積，能夠增加器件的穩(wěn)定性；并且采用了截至場(chǎng)板的設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)一步減小終端的面積。

本發(fā)明的具體方案如下：

一種采用多晶截止場(chǎng)板的半導(dǎo)體器件終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括第一導(dǎo)電類型襯底，所述第一導(dǎo)電類型襯底的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場(chǎng)限環(huán)，所述第一導(dǎo)電類型襯底的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層；所述第一絕緣層上、且位于第二導(dǎo)電類型場(chǎng)限環(huán)的兩側(cè)各設(shè)有一塊場(chǎng)板；所述兩塊場(chǎng)板上設(shè)有第二絕緣層，所述第二絕緣層上設(shè)有金屬場(chǎng)板；所述金屬場(chǎng)板的底部與第二導(dǎo)電類型場(chǎng)限環(huán)接觸，所述金屬場(chǎng)板覆蓋第二導(dǎo)電類型場(chǎng)限環(huán)的區(qū)域及其兩側(cè)；

所述兩塊場(chǎng)板位于第一絕緣層的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場(chǎng)限環(huán)的兩側(cè)，所述場(chǎng)板包括多晶截止場(chǎng)板和多晶延伸場(chǎng)板，所述金屬場(chǎng)板的一端與多晶截止場(chǎng)板接觸相連，其另一端與多晶延伸場(chǎng)板接觸相連。

所述金屬場(chǎng)板的兩端均沿外側(cè)方向、且向下方彎折。

所述多晶截止場(chǎng)板和多晶延伸場(chǎng)板為多晶硅。

進(jìn)一步的，所述第二絕緣層位于場(chǎng)板的上面，覆蓋整個(gè)場(chǎng)板。

進(jìn)一步的，所述金屬場(chǎng)板位于第二絕緣層的上面，覆蓋整個(gè)第二導(dǎo)電類型場(chǎng)循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場(chǎng)板與第二導(dǎo)電類型場(chǎng)限環(huán)相連。