[發明專利]一種半導體場效應管器件

有效

• 申請號: 202110792887.2
• 申請日: 2021-07-14
• 公開（公告）號: CN113257895B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 李振道;孫明光;朱偉東
• 申請（專利權）人: 江蘇應能微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所(普通合伙) 32104
• 代理人: 曹祖良;陳麗麗

本發明涉及半導體技術領域，具體公開了一種半導體場效應管器件，其中，包括：主動區和環繞所述主動區設置的終端區，所述主動區包括多個間隔設置的溝槽，每相鄰兩個溝槽之間的間距均相同且均為第一距離，所述終端區包括終端環，所述終端環在拐角位置的形狀為圓弧狀，所述終端環朝向溝槽且與所述溝槽的深度方向垂直的表面形成波浪狀，所述終端環形成波浪狀的表面到所述溝槽的端面距離為第二距離，所述第一距離與所述第二距離相同。本發明提供的半導體場效應管器件能夠提升半導體場效應管器件的抗擊穿能力。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種半導體場效應管的結終端結構。

背景技術

為了提高電源的效率，達到現代電子所謂的綠化科技，降低導通阻抗已經是一個關鍵，如此才能進一步降低傳導損失，并抑制使用時溫度的上升。對傳統功率金屬氧化物半導體（MOSFET）來說，其能力已經不足以應付目前所需，近幾年提出一種屏蔽閘溝槽式功率金屬氧化物半導體（Shielding gate）的中低壓結構，如圖1所示，此結構大大降低了導通阻抗，減少了許多傳導損失。

如圖1所示，對屏蔽閘溝槽式功率金屬氧化物半導體而言，組件本身的擊穿電壓與閘溝槽的寬度a及閘溝槽間的間距b有一定的關系，閘溝槽的寬度a容易控制，閘溝槽間彼此的間距b卻因布局的設計較難維持固定。如此一來，維持組件本身的電荷平衡也較有難度，因而不易維持最大電場強度位置，也不易得到更穩定的擊穿電壓。

以目前布局設計而言，圖2及圖3的終端環最為常見，但就圖2的設計容易出現如圖2中X區塊的部分，此區塊中的終端環對主動區閘溝槽的間距并不能維持如主動區閘溝槽間的間距，而以圖3的設計，雖然在四個角落的區塊Y有所改善，但還是存在原本區塊X的問題而導致擊穿電壓不穩定。

發明內容

本發明提供了一種半導體場效應管的結終端結構，解決相關技術中存在的擊穿電壓不穩定的問題。

作為本發明的一個方面，提供一種半導體場效應管器件，其中，包括：主動區和環繞所述主動區設置的終端區，所述主動區包括多個間隔設置的溝槽，每相鄰兩個溝槽之間的間距均相同且均為第一距離，所述終端區包括終端環，所述終端環在拐角位置的形狀為圓弧狀，所述終端環朝向溝槽且與所述溝槽的深度方向垂直的表面形成波浪狀，所述終端環形成波浪狀的表面到所述溝槽的端面距離為第二距離，所述第一距離與所述第二距離相同。

進一步地，位于所述主動區內的所述溝槽包括橫截面形狀為矩形的第一溝槽，所述終端環朝向所述第一溝槽且與所述第一溝槽的深度方向垂直的表面形成第一波浪狀。

進一步地，位于所述主動區內的所述溝槽包括橫截面為矩形與半圓形連接組成的第二溝槽，所述終端環朝向所述第二溝槽且與所述第二溝槽的深度方向垂直的表面形成第二波浪狀。

進一步地，所述溝槽位于外延層內，所述溝槽包括：底部氧化層、設置在所述底部氧化層內側的源極多晶硅、設置在所述源極多晶硅上的多晶間氧化物以及設置在所述多晶間氧化物上的閘極多晶硅，所述閘極多晶硅外圍被閘極氧化物包覆，且所述閘極氧化物與所述底部氧化層接觸。

進一步地，每相鄰兩個所述溝槽之間均包括設置在所述外延層上的P型摻雜區以及設置在所述P型摻雜區上的N型摻雜區。

進一步地，所述半導體場效應管器件還包括設置在所述主動區和所述終端區上的介電層以及設置在所述介電層上的鋁金屬層。

進一步地，所述介電層的厚度在8000?~15000?之間。

進一步地，所述P型摻雜區的摻雜濃度在5*10¹²cm^-2~5*10¹³cm^-2之間，所述N型摻雜區的摻雜濃度在5*10¹⁴cm^-2~5*10¹⁶cm^-2之間。