[發(fā)明專利]一種橫向變摻雜終端結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110963630.9
• 申請(qǐng)日: 2021-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN113658996B
• 公開（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任敏;張雪璠;張新;葉昶宇;馬榮耀;鄭芳;蘇醒;趙龍杰;張波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué);無錫華潤(rùn)華晶微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;G06F30/30
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.一種橫向變摻雜終端結(jié)構(gòu)，其特征在于：自表面到底部依次包括鈍化層(7)、輕摻雜第一類導(dǎo)電類型漂移區(qū)(4)和陽極區(qū)，內(nèi)部上方從左到右依次包括中等摻雜第二導(dǎo)電類型主結(jié)區(qū)(1)、中等摻雜第二導(dǎo)電類型過渡區(qū)(2)、中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)和重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型浮空截止環(huán)；

所述陽極區(qū)包括重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底(5)和重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底(5)下方的陽極金屬(9)，重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底(5)和陽極金屬(9)形成歐姆接觸，陽極金屬(9)與外電路相連；主結(jié)金屬引線(8)在中等摻雜第二導(dǎo)電類型主結(jié)區(qū)(1)的上方，和中等摻雜第二導(dǎo)電類型主結(jié)區(qū)(1)形成歐姆接觸；

中等摻雜第二導(dǎo)電類型主結(jié)區(qū)(1)與輕摻雜第一類導(dǎo)電類型漂移區(qū)(4)構(gòu)成元胞區(qū)邊緣處的最后一個(gè)承擔(dān)耐壓的PN結(jié)；中等摻雜第二導(dǎo)電類型過渡區(qū)(2)與中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)同步形成；

中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)由雜質(zhì)濃度為線性分布的兩段區(qū)域構(gòu)成，其具體設(shè)計(jì)方法為：

(1)首先將中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)設(shè)計(jì)為從主結(jié)到終端末端雜質(zhì)濃度呈一段式線性遞減的區(qū)域，通過器件仿真獲得其表面電場(chǎng)分布，再選取距離表面電場(chǎng)峰值位置最近的注入窗口作為兩段式雜質(zhì)濃度分布區(qū)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)；

(2)在所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)的靠近主結(jié)一側(cè)的區(qū)域I，在初始的一段式雜質(zhì)濃度分布基礎(chǔ)上，降低該區(qū)域的雜質(zhì)濃度；或在所述轉(zhuǎn)折點(diǎn)的靠近芯片邊緣一側(cè)的區(qū)域II，在初始的一段式雜質(zhì)濃度分布基礎(chǔ)上，增大該區(qū)域的雜質(zhì)濃度；雜質(zhì)濃度的調(diào)整通過調(diào)節(jié)離子注入的窗口寬度實(shí)現(xiàn)。

2.一種橫向變摻雜終端結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，用于設(shè)計(jì)權(quán)利要求1所述的中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)，其特征在于：首先將中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)設(shè)計(jì)為從主結(jié)到終端末端雜質(zhì)濃度呈一段式線性遞減的區(qū)域，在一段式線性分布的基礎(chǔ)上，控制轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的離子注入窗口大小不變，減小轉(zhuǎn)折點(diǎn)處窗口寬度到VLD區(qū)域末端窗口寬度的下降幅度，一段式線性分布相鄰窗口寬度的遞減量為Δk₁，轉(zhuǎn)折點(diǎn)處窗口到VLD區(qū)域末端窗口范圍內(nèi)相鄰窗口寬度的遞減量為Δk₂，0.4Δk₁≤Δk₂≤0.8Δk₁。

3.一種橫向變摻雜終端結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，用于設(shè)計(jì)權(quán)利要求1所述的中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)，其特征在于：首先將中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)設(shè)計(jì)為從主結(jié)到終端末端雜質(zhì)濃度呈一段式線性遞減的區(qū)域，在一段式線性分布的基礎(chǔ)上，控制轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的窗口大小不變，減小VLD區(qū)域最靠近主結(jié)處的窗口寬度到轉(zhuǎn)折點(diǎn)處窗口寬度的下降幅度，一段式線性分布相鄰窗口寬度的遞減量為Δk₁，VLD區(qū)域最靠近主結(jié)處的窗口到轉(zhuǎn)折點(diǎn)處窗口的范圍內(nèi)相鄰窗口寬度的遞減量為Δk₂，0.4Δk₁≤Δk₂≤0.8Δk₁；通過降低VLD區(qū)域前端的注入窗口的寬度，降低了VLD區(qū)域前端的雜質(zhì)濃度從而減弱VLD區(qū)域前端的電場(chǎng)調(diào)制作用，使表面電場(chǎng)變得更加均勻以此減弱三種電荷的影響。

4.一種橫向變摻雜終端結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，用于設(shè)計(jì)權(quán)利要求1所述的中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)，其特征在于：首先將中等摻雜第二導(dǎo)電類型分段線性VLD終端區(qū)(3)設(shè)計(jì)為從主結(jié)到終端末端雜質(zhì)濃度呈一段式線性遞減的區(qū)域，在一段式線性分布的基礎(chǔ)上，控制轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的窗口大小不變，減小VLD區(qū)域最靠近主結(jié)處的窗口寬度到轉(zhuǎn)折點(diǎn)處窗口寬度的下降幅度，同時(shí)減小轉(zhuǎn)折點(diǎn)處窗口寬度到VLD區(qū)域末端窗口寬度的下降幅度；一段式線性分布相鄰窗口寬度的遞減量為Δk₁，VLD區(qū)域最靠近主結(jié)處的窗口到轉(zhuǎn)折點(diǎn)處窗口的范圍內(nèi)相鄰窗口寬度的遞減量為Δk₂，0.6Δk₁≤Δk₂≤0.9Δk₁，轉(zhuǎn)折點(diǎn)處窗口到VLD區(qū)域末端窗口范圍內(nèi)相鄰窗口寬度的遞減量為Δk3，0.6Δk₁≤Δk₃≤0.9Δk₁。