[發明專利]一種用于半導體功率器件的終端

在審

• 申請號: 201810873584.1
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN108767002A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 繆志平
• 申請（專利權）人: 盛廷微電子（深圳）有限公司
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L29/06;H01L29/739
• 代理公司: 東莞市神州眾達專利商標事務所(普通合伙) 44251
• 代理人: 劉漢民

本發明提供一種用于半導體功率器件的終端，該用于半導體功率器件的終端包括：集電極、基區、多個場限環以及多個與所述場限環對應的場板組，所述場板組包括相互電性連接的第一多晶硅場板和金屬場板，所述第一多晶硅場板、所述金屬場板依次位于所述場限環的上方，所述第一多晶硅場板和所述金屬場板均與所述場限環電性連接，所述金屬場板覆蓋所述第一多晶硅場板。本發明的用于半導體功率器件的終端，能夠提高擊穿電壓以及減小場板邊緣的尖峰電場。

【技術領域】

本發明涉及半導體器件技術領域，特別是涉及一種用于半導體功率器件的終端。

【背景技術】

用于半導體功率器件的終端(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，它同時具有單極性器件和雙極性器件的優點，比如驅動電路簡單、控制電路功耗和成本低、通態壓降低，成為目前主流的半導體器件功率之一。

在IGBT制造過程中，多次氧化過程，主要是熱氧化，使得氧化層中不可避免地存在著一些正電荷。PN結中間近似于平面結，而在邊角處，比如在硅和二氧化硅的界面附近，由于氧化層中正電荷會吸引電子在硅表面集中導致硅表面N型區表面的濃度升高，這將在硅襯底的近表面處形成一個由氧化層指向硅襯底的垂直電場，該電場與表面處耗盡層電場的合電場將在PN結外側的硅表面處積聚，進而導致耗盡層在表面處相比于內部變窄，電場強度比體內高，容易發生擊穿，使得器件的擊穿電壓與無界面電荷存在的理想平面擴散結相比會有所降低。

另一方面，實際應用中的IGBT器件，芯片表面通常覆蓋了用于封裝的絕緣層或者環氧樹脂。當IGBT承受大電壓時，電場峰值在體內形成，表面覆蓋的絕緣層或者環氧樹脂層會產生極化，且極化所產生電荷會抑制硅襯底表面的耗盡層延伸，造成表面電場峰值增加。當電場峰值達到擊穿點時，就會導致耐壓的變化或退化，也會導致IGBT在某些環境下失效。

然而，現有的終端結構包括電場限制環(FLR)、場板技術、結表面擴展等，這些結構實際上起到將主結耗盡區向外展寬的作用，最終提高擊穿電壓。其中場板結構因為其可以采用常規工藝實現，終端面積小，對界面電荷不是很敏感等優點，被廣泛使用，但是該結構中場板邊緣處與硅之間的電位差很大，導致容易在場板的外邊沿發生擊穿。

因此，有必要提供一種用于半導體功率器件的終端，以解決現有技術所存在的問題。

【發明內容】

本發明的目的在于提供一種用于半導體功率器件的終端，能夠提高擊穿電壓以及減小場板邊緣的尖峰電場。

為解決上述技術問題，本發明提供一種用于半導體功率器件的終端，其包括：

集電極、基區、多個場限環以及多個與所述場限環對應的場板組，所述場板組包括相互電性連接的第一多晶硅場板和金屬場板，所述第一多晶硅場板、所述金屬場板依次位于所述場限環的上方，所述第一多晶硅場板和所述金屬場板均與所述場限環電性連接，所述金屬場板覆蓋所述第一多晶硅場板。

在本發明的用于半導體功率器件的終端中，所述用于半導體功率器件的終端還包括第二多晶硅場板，所述第二多晶硅場板位于所述場限環和所述金屬場板之間，且所述金屬場板僅部分覆蓋所述第二多晶硅場板。

在本發明的用于半導體功率器件的終端中，所述第二多晶硅場板與所述第一多晶硅場板位于同一層，且所述第二多晶硅場板與所述第一多晶硅場板之間間隔設置。

在本發明的用于半導體功率器件的終端中，所述金屬場板的第一部分部分覆蓋所述第二多晶硅場板，且所述金屬場板的第一部分為所述金屬場板中遠離所述金屬場板和所述場限環的連接處的部分。

在本發明的用于半導體功率器件的終端中，所述金屬場板覆蓋所述第二多晶硅場板的一半。

在本發明的用于半導體功率器件的終端中，所述金屬場板的長度大于所述第一多晶硅場板的長度。