[發明專利]半導體功率器件、半導體功率器件的分壓環結構及其制作方法

在審

• 申請號: 201711350262.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108091686A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 深圳市晶特智造科技有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06
• 代理公司: 深圳市蘭鋒知識產權代理事務所(普通合伙) 44419
• 代理人: 曹明蘭

本發明提供一種半導體功率器件、半導體功率器件的分壓環結構及其制作方法。所述分壓環結構包括N型襯底、形成與所述N型襯底上的N型外延層、形成于所述N型外延層上的多條從內到外依序排列的分壓環、形成于所述N型外延層上且連接于相鄰兩條分壓環之間的N型深結、及形成于所述N型深結上且連接于相鄰兩條分壓環之間的交替排列的P型淺結及N型淺結。

【技術領域】

本發明涉及半導體功率器件技術領域，特別地，涉及一種半導體功率器件、半導體功率器件的分壓環結構及其制作方法。

【背景技術】

半導體功率器件的最重要性能就是阻斷高壓，器件經過設計可以在PN結，金屬-半導體接觸，MOS界面的耗盡層上承受高壓，隨著外加電壓的增大，耗盡層電場強度也會增大，最終超過材料極限出現雪崩擊穿。在器件邊緣耗盡區電場曲率增大，會導致電場強度比管芯內部大，在電壓升高的過程中管芯邊緣會早于管芯內部出現雪崩擊穿，為了最大化器件的性能，需要在器件邊緣設計分壓結構，減少有源區(元胞區)邊緣PN結的曲率，使耗盡層橫向延伸，增強水平方向的耐壓能力，使器件的邊緣和內部同時發生擊穿。

目前，場限環技術是半導體功率器件中普遍采用的一種分壓技術，工藝簡單，可以和有源區一起擴散形成，無需增加工藝步驟，主結與場限環的間距，結深，環的寬度及個數都會影響到擊穿電壓的大小，通常情況下，環的個數越多，可以承受的擊穿電壓越高，但同時環的個數越多，占用芯片面積也就越大，這對芯片面積的浪費是不可避免的。因此，在基本不增加芯片面積的情況下，提高半導體功率器件的耐壓性能是一個重要的課題。

【發明內容】

本發明的其中一個目的在于為解決上述問題而提供一種半導體功率器件、半導體功率器件的分壓環結構及其制作方法。

一種半導體功率器件的分壓環結構，其包括N型襯底、形成與所述N型襯底上的N型外延層、形成于所述N型外延層上的多條從內到外依序排列的分壓環、形成于所述N型外延層上且連接于相鄰兩條分壓環之間的N型深結、及形成于所述N型深結上且連接于相鄰兩條分壓環之間的交替排列的P型淺結及N型淺結。

在一種實施方式中，所述P型淺結與所述N型淺結具有相同的離子注入劑量及結深。

在一種實施方式中，所述P型淺結與所述N型淺結具有相同的離子注入劑量均在1E13至5E14的范圍內，所述P型淺結與所述N型淺結的結深均在5um至6um的范圍內。

在一種實施方式中，任意相鄰兩條分壓環之間的間距相等。

在一種實施方式中，所述分壓環包括從內至外依序排列的第一分壓環、第二分壓環及第三分壓環，所述第一分壓環與第二分壓環之間的P型淺結的數量小于所述第二分壓環與所述第三分壓環之間的P型淺結的數量。

在一種實施方式中，所述第一分壓環與所述第二分壓環之間的相鄰的兩個P型淺結之間的間距小于所述第二分壓環與所述第三分壓環之間的相鄰的兩個P型淺結之間的間距。

在一種實施方式中，所述第一分壓環與所述第二分壓環之間的P型淺結與所述第二分壓環及第三分壓環之間的P型淺結錯位設置。

在一種實施方式中，在相鄰兩條分壓環之間，所述N型淺結的寬度大于所述P型淺結的寬度。

一種半導體功率器件，其包括有源區及位于所述有源區外圍的分壓環結構，其特征在于：所述分壓環結構采用上述任意一種分壓環結構。

一種上述任意一種半導體功率器件的分壓環結構的制作方法，其包括以下步驟：

提供具有N型襯底的N型外延層，在所述N型外延層上形成N型深結；

在所述N型深結中形成多條貫穿所述N型深結并延伸至所述N型外延層表面的多條分壓環，所述多條分壓環由內至外依序排列；