[發明專利]消除體內曲率效應的等勢降場器件及其制造方法

有效

• 申請號: 202010888944.2
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111816707B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 章文通;朱旭晗;祖健;喬明;李肇基;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;電子科技大學廣東電子信息工程研究院
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/40;H01L21/336
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.一種消除體內曲率效應的等勢降場器件，其特征在于包括元胞區與終端區：

元胞區包括：第一導電類型半導體襯底(11)、第一導電類型阱區(12)、第一導電類型源端重摻雜區(13)，第二導電類型漂移區(21)、第二導電類型阱區(22)、第二導電類型源端重摻雜區(23)，第二導電類型漏端重摻雜區(24)，第一介質氧化層(31)、第二介質氧化層(32)、第三介質氧化層(33)，多晶硅電極(41)、控制柵多晶硅電極(42)，金屬條(51)，源極金屬(52)，漏極金屬(53)；

其中，第二導電類型漂移區(21)位于第一導電類型半導體襯底(11)上方，第一導電類型阱區(12)位于第二導電類型漂移區(21)的左側，第二導電類型阱區(22)位于第二導電類型漂移區(21)的右側，第一導電類型源端重摻雜區(13)和第二導電類型源端重摻雜區(23)位于第一導電類型阱區(12)中，源極金屬(52)位于第一導電類型源端重摻雜區(13)和第二導電類型源端重摻雜區(23)的上表面；第二導電類型漏端重摻雜區(24)位于第二導電類型阱區(22)中，漏極金屬(53)位于第二導電類型漏端重摻雜區(24)的上表面；第二介質氧化層(32)位于第一導電類型阱區(12)上方，并且左端與第二導電類型源端重摻雜區(23)相接觸，右端與第二導電類型漂移區(21)相接觸；第三介質氧化層(33)位于第二介質氧化層(32)與第二導電類型漏端重摻雜區(24)之間的第二導電類型漂移區(21)的上表面；控制柵多晶硅電極(42)覆蓋在第二介質氧化層(32)的上表面并部分延伸至第三介質氧化層(33)的上表面；

第一介質氧化層(31)和多晶硅電極(41)構成縱向浮空場板，且第一介質氧化層(31)包圍多晶硅電極(41)，所述縱向浮空場板分布在整個第二導電類型漂移區(21)中，形成縱向浮空場板陣列；并且以相同工藝同時在漏端形成漏端縱向場板，漏端縱向場板貫穿第二導電類型漏端重摻雜區(24)、第二導電類型阱區(22)，所述漏端縱向場板的多晶硅電極(41)與漏極金屬(53)相連；分布在整個第二導電類型漂移區(21)中的距離源極和漏極等距離的縱向浮空場板通過通孔與金屬條(51)連接，形成體內等勢環；

終端區為與元胞區相連的閉合環狀結構，包括：第一導電類型半導體襯底(11)、第一導電類型阱區(12)、第一導電類型源端重摻雜區(13)、第二導電類型漂移區(21)、第二導電類型阱區(22)、第二導電類型源端重摻雜區(23)，第二導電類型漏端重摻雜區(24)，第一介質氧化層(31)、第二介質氧化層(32)、第三介質氧化層(33)，多晶硅電極(41)、控制柵多晶硅電極(42)，金屬條(51)，源極金屬(52)，漏極金屬(53)，其排布順序與元胞區一致；第一介質氧化層(31)和多晶硅電極(41)構成環狀縱向浮空場板，分布在整個第二導電類型漂移區(21)中；多個漏端縱向場板平行貫穿第二導電類型漏端重摻雜區(24)、第二導電類型阱區(22)，形成半圓狀分布陣列。

2.根據權利要求1所述的一種消除體內曲率效應的等勢降場器件，其特征在于：縱向浮空場板與漏端縱向場板以相同工藝同時形成，且場板深度都小于第二導電類型漂移區(21)深度。

3.根據權利要求1所述的一種消除體內曲率效應的等勢降場器件，其特征在于：分布在整個第二導電類型漂移區(21)中的相鄰縱向浮空場板的縱向間距和橫向間距相等；并且/或者縱向浮空場板的截面形狀是矩形、或圓形、或橢圓形、或六邊形。

4.根據權利要求1所述的一種消除體內曲率效應的等勢降場器件，其特征在于：

所述縱向浮空場板中最靠近第二導電類型阱區(22)的一列，通過金屬條(51)與漏極金屬(53)相連；并且/或者所述縱向浮空場板中最靠近第一導電類型阱區(12)的一列，通過金屬條(51)與源極金屬(52)相連。

5.根據權利要求1所述的一種消除體內曲率效應的等勢降場器件，其特征在于：

所述漂移區浮空場板與漏端縱向場板插入襯底，縱向浮空場板同時對第一導電類型半導體襯底(11)和第二導電類型漂移區(21)進行耗盡，漏端縱向場板優化靠近漏端的體內電場。