專利名稱：：用于碳化硅器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)和制造包含該結(jié)構(gòu)的碳化硅器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及微電子器件，更特別地涉及用于碳化硅器件的邊緣終端(edgetermination)。
背景技術(shù)：
：能夠處理例如大約600V和大約2.5kV之間的電壓的高電壓碳化硅(SiC)肖特基二極管，預(yù)期與制造的具有類(lèi)似額定電壓的硅PIN二極管相竟?fàn)?。這種二極管可以處理大約IOO安培或更大的電流，這取決于它們的有效面積。高電壓肖特基二極管具有多種重要應(yīng)用，特別是在功率調(diào)節(jié)、分配和控制領(lǐng)域。SiC肖特基二極管在這些應(yīng)用中的重要特性是它的開(kāi)關(guān)速度?；诠璧腜IN器件典型地具有相對(duì)較低的開(kāi)關(guān)速度。硅PIN二極管可以具有近似20kHz的最大開(kāi)關(guān)速度，這取決于它的額定電壓。相反，基于碳化硅的器件理論上能夠達(dá)到高得多的開(kāi)關(guān)速度，例如比硅超出大約100倍。此外，碳化硅器件能夠處理比硅器件更高的電流密度。常規(guī)的SiC肖特基二極管結(jié)構(gòu)具有n型SiC襯底，其上形成作為漂移區(qū)的n-外延層。該器件典型地包括直接形成在該n-層上的肖特基接觸。環(huán)繞在該肖特基接觸周?chē)氖堑湫偷赜呻x子注入形成的p型JTE(結(jié)終端延伸(junctionterminationextension))區(qū)。該注入物可以是鋁、硼或其他任何合適的p型摻雜劑。該JTE區(qū)的目的是減少或阻止聚集在邊緣的電場(chǎng)，以及減少或阻止該耗盡區(qū)(depletionregion)與該器件表面相互作用。表面效應(yīng)會(huì)使得該耗盡區(qū)不均tf擴(kuò)展，這會(huì)對(duì)該器件的擊穿電壓造成不利影響。其他終端技術(shù)包括會(huì)受到表面效應(yīng)更嚴(yán)重影響的保護(hù)環(huán)和浮置場(chǎng)環(huán)(floatingfieldring)。還可以通過(guò)注入n型摻雜劑(例如氮或磷)來(lái)形成溝道停止區(qū)，以防止該耗盡區(qū)延伸到該器件的邊緣。在Singhetal.,ISPSD'97,pp.157-160的"PlanarTerminationsin4H-SiCSchottkyDiodesWithLowLeakageAndHighYields"這記載了SiC肖特基二極管的其他常規(guī)的終端。在Uenoetal.,IEEEElectronDeviceLetters,Vol.16,No.7,July,1995,pp.331-332的"TheGuard-RingTerminationforHigh-VoltageSiCSchottkyBarrierDiodes"中7>開(kāi)了用于SiC肖特基勢(shì)壘二才及管的p型外延保護(hù)5不纟冬端。jt匕夕卜，在名碎爾為"SiCSemiconductorDeviceComprisingAPNJunctionWithAVoltageAbsorbingEdge"的公開(kāi)PCT申請(qǐng)第WO97/08754號(hào)中公開(kāi)了其他的終端技術(shù)。如上簡(jiǎn)單討論地，結(jié)終端延伸(JTE)、多浮置保護(hù)環(huán)(MFGR)和場(chǎng)板(fieldplate，F(xiàn)P)是高電壓碳化硅器件中常用的終端方案。JTE可以是非常有效的邊緣終端，然而JTE也會(huì)需要對(duì)有效摻雜濃度和結(jié)深度的乘積的嚴(yán)格控制。而且，由于增加光刻和注入步驟會(huì)導(dǎo)致額外的制造成本。FP也是一種用于器件邊緣終端的常規(guī)技術(shù)并且是成本低廉的。在常規(guī)的FP器件中，由金屬場(chǎng)板之下的氧化物維持高電場(chǎng)。這種技術(shù)對(duì)于半導(dǎo)體中的最高電場(chǎng)相對(duì)較低的硅器件能夠很好地工作。然而，在SiC器件中，阻塞狀態(tài)的電場(chǎng)非常高(~2MV/cm)，氧化物-半導(dǎo)體界面處再乘2.5。這將導(dǎo)致很高的氧化物電場(chǎng)，并且會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)可靠性問(wèn)題。因此，F(xiàn)P不適合用于SiC器件中。多浮置保護(hù)環(huán)加上JTE被提出作為一種技術(shù)，用于減少JTE對(duì)于注入劑量變4b的壽丈感度。參見(jiàn)Kinoshitaetal.,"GuardRingAssistedRESURF:ANewTerminationStructureProvidingStableandHighBreakdownVoltageforSiCPowerDevices",Tech.DigestofISPSD'02pp.253-256。Kinoshitaetal.發(fā)現(xiàn)這種一支術(shù)減少了對(duì)于注入劑量變化的壽丈感度。然而，當(dāng)4巴該保護(hù)環(huán)添加到JTE的內(nèi)邊^(qū)彖和JTE的外側(cè)時(shí)，用于終端的面積:故增大到幾乎三倍于單獨(dú)^使用JTE時(shí)的面積。MFGR也可以是一種邊緣終端的成本4氐廉的方法，因?yàn)樗褂昧吮菾TE更少的制造步驟。然而，MFGR對(duì)于氧化物-半導(dǎo)體界面中的表面電荷非常敏感。在圖U-1D中示出了理想多浮置保護(hù)環(huán)(MFGR)終端的理想電場(chǎng)曲線。圖1A示出了一種常規(guī)MFGR器件，其中為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，p型SiC保護(hù)環(huán)之間的間隔被顯示為恒定的。在阻塞(blocking)狀態(tài)，肆毛盡區(qū)在主結(jié)(mainjunction)處開(kāi)始，并JU黃向和縱向擴(kuò)張。一旦該耗盡區(qū)穿孔到達(dá)第一保護(hù)環(huán)，那么該第一保護(hù)環(huán)的電勢(shì)就被釘扎(pin)到該主結(jié)的電勢(shì)。這時(shí)，該保護(hù)環(huán)的穿孔側(cè)向該n-區(qū)注入少量空穴。該損失的電荷通過(guò)耗盡來(lái)自保護(hù)環(huán)外邊緣n電荷來(lái)代替。該穿孔和電荷注入繼續(xù)進(jìn)行直到該耗盡區(qū)到達(dá)最后的保護(hù)環(huán)。由于在該保護(hù)環(huán)之間耗盡的n電荷數(shù)量是相同的(恒定間隔MFGR),所以對(duì)于所有保護(hù)環(huán)來(lái)說(shuō)，每個(gè)保護(hù)環(huán)看到的峰值x場(chǎng)都是相同的，如圖1B所示。然而，如圖1C所示，峰值y場(chǎng)對(duì)于所有保護(hù)環(huán)是不同的，因?yàn)閚電荷耗盡數(shù)量對(duì)于所有保護(hù)環(huán)是不同的。在主結(jié)處存在最高的y場(chǎng)值，連續(xù)的保護(hù)環(huán)具有減小的y場(chǎng)水平。在圖ID中示出了該x和y場(chǎng)的矢量和，并且在主結(jié)的底部角處(圖1A的圓圈)顯示最高的電場(chǎng)。因此，如果使用相等間隔的MFGR終端，那么將會(huì)在主結(jié)的圓圈底部邊緣處會(huì)發(fā)生擊穿。如果希望每個(gè)浮置保護(hù)環(huán)維持相同的電場(chǎng)，那么該保護(hù)環(huán)之間的間隔將會(huì)變化。主結(jié)和最內(nèi)部的保護(hù)環(huán)之間的間隔最小，最外部保護(hù)環(huán)處的間隔最大。MFGR終端方案的一個(gè)潛在關(guān)鍵問(wèn)題是，它對(duì)于氧化物-半導(dǎo)體界面處的電荷非常敏感。M0S晶體管的金屬氧化物半導(dǎo)體(M0S)柵區(qū)處的凈電荷可以非常低。然而，與熱生長(zhǎng)柵氧化物相比，場(chǎng)氧化物通常典型地具有更低的質(zhì)量，并且等離子體處理步驟會(huì)導(dǎo)致更高的氧化物電荷。當(dāng)在該氧化物-半導(dǎo)體界面上存在大量的正電荷時(shí)，該輕微摻雜的n層表面成為n+區(qū)，其壓縮了等勢(shì)線。這就導(dǎo)致在該氧化物-半導(dǎo)體界面上產(chǎn)生了4艮高的電場(chǎng)，因此降低了該浮置保護(hù)環(huán)的有效性，導(dǎo)致該器件的阻塞電壓的減小。此外，該通常為正的電荷可以向著該氧化物-半導(dǎo)體界面移動(dòng)或者遠(yuǎn)離其移動(dòng)，導(dǎo)致?lián)舸╇妷号c時(shí)間相關(guān)或者擊穿蠕變(walk-out)。擊穿蠕變是指擊穿電壓從第一值開(kāi)始并隨著時(shí)間和偏置而增加的現(xiàn)象。這一問(wèn)題在碳化硅器件中尤為嚴(yán)重，因?yàn)樵搱?chǎng)氧化物通常是沉積的。沉積氧化物典型地具有比熱生長(zhǎng)層更差的特性，并且碳化硅器件中的氧化物-半導(dǎo)體界面比硅器件具有更大的電荷密度。在Yilmaz,"OptimizationandSurfaceChargeSensitivityofHighVoltageBlockingStructureswithShallowJunctions",IEEETransactionsonElectronDevices,Vol.38,No.3,July1991,pp.1666-1675中提出了在每個(gè)保護(hù)環(huán)上設(shè)置偏移場(chǎng)板。如圖2所示，n型半導(dǎo)體層10具有主結(jié)12和在其中形成的一組浮置保護(hù)環(huán)14。在半導(dǎo)體層IO上提供氧化物層16,并且在氧化物層16中提供開(kāi)口。在該開(kāi)口中提供該偏移場(chǎng)板18以接觸該浮置保護(hù)環(huán)14并延伸到氧化物層16。Yi1mazi侖證了每個(gè)保護(hù)環(huán)維持的電壓可以凈皮平均分S己，并且可以通過(guò)在該界面附近擴(kuò)展等勢(shì)線來(lái)減少對(duì)寄生電荷的敏感性。這種技術(shù)可以在硅器件中相對(duì)容易地實(shí)現(xiàn)，因?yàn)楣杵骷衅茖拥膿诫s密度一般較低，保護(hù)環(huán)之間能夠具有相當(dāng)大的間隔。然而，在碳化硅器件中，漂移層中的摻雜密度可以達(dá)到具有相同阻塞能力的硅器件的100倍或更多，并且每個(gè)保護(hù)環(huán)維持的電場(chǎng)可以達(dá)到硅器件的10倍或更大。因此，與硅器件相比，保護(hù)環(huán)互相間近得多，并且所需的場(chǎng)氧化物厚度比硅器件中所使用的更厚得多。利用常規(guī)的制造技術(shù)，例如光刻法，;f艮難滿足碳化硅器件的這種需求，因?yàn)樵撈茍?chǎng)板-浮置保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)使得每個(gè)場(chǎng)板單獨(dú)接觸每個(gè)保護(hù)環(huán)，并且該保護(hù)環(huán)的邊緣不應(yīng)與下一保護(hù)環(huán)的邊緣重疊。為了滿足這些需求，需要增大每個(gè)保護(hù)環(huán)，保護(hù)環(huán)的對(duì)準(zhǔn)容差應(yīng)當(dāng)小于O.25pnu這種對(duì)準(zhǔn)需求即使有可能實(shí)現(xiàn)，也^L難利用常規(guī)的用于SiC的接觸對(duì)準(zhǔn)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，階梯覆蓋是該偏移場(chǎng)板-浮置保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)的另一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樾枰脑撗趸锏暮穸取４送?，在?chǎng)板設(shè)計(jì)中，該氧化物的質(zhì)量對(duì)于獲得可接受的結(jié)果是4艮重要的，因?yàn)槭峭ㄟ^(guò)該氧化物來(lái)維持該電場(chǎng)或電壓。碳化硅器件中的氧化物一般具有比硅器件中可用的氧化物更低的質(zhì)量。因此，該偏移場(chǎng)板-浮置保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)于碳化硅器件是不適用的。常規(guī)的基于保護(hù)環(huán)的SiC肖特基器件還會(huì)受到該碳化硅表面的陽(yáng)極氧化的影響，這會(huì)伴隨有顯著的電流流過(guò)反向阻塞狀態(tài)中的保護(hù)環(huán)。在陽(yáng)極氧化過(guò)程中，在存在由高電場(chǎng)引起的電流的情況下，該〃暖化硅表面上的聚酰亞胺鈍化層中包含的氧會(huì)與該碳化硅襯底作用以形成氧化硅。硅碳化硅表面的陽(yáng)極氧化會(huì)導(dǎo)致硅碳化硅表面上的低質(zhì)量氧化物層，這將降低邊緣終端的有效性。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了一種用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括位于碳化硅層中的多個(gè)間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)，該浮置保護(hù)環(huán)至少部分圍繞基于碳化硅的結(jié)；該浮置保護(hù)環(huán)上的絕緣層；以及位于該浮置保護(hù)環(huán)之間并且與該絕緣層相鄰的碳化硅表面電荷補(bǔ)償區(qū)。在該碳化硅層上有氮化硅層，并且在該氮化硅層上有有^L保護(hù)層。該邊緣終端結(jié)構(gòu)還可以包括位于該石友化硅層和氮化石圭層之間的氧化物層。該氮化硅層具有從大約500A到大約1(am的厚度。該有機(jī)保護(hù)層可以包括聚酰亞胺，并且可以具有比氮化^i:層更高的含水量。該浮置保護(hù)環(huán)可以在該碳化硅層中延伸第一深度，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)可以在該碳化硅層中延伸第二深度，該第二深度小于第一深度。該表面電荷補(bǔ)償區(qū)可以比保護(hù)環(huán)摻雜的更少。在一些實(shí)施例中，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)可以在相鄰的浮置保護(hù)環(huán)之間完全延伸。在其他實(shí)施例中，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)可以在相鄰的浮置保護(hù)環(huán)之間延伸但不是在兩個(gè)相鄰的浮置保護(hù)環(huán)之間完全延伸。該表面電荷補(bǔ)償區(qū)可以包括位于該碳化硅層上的第二^^化硅層。該表面電荷補(bǔ)償區(qū)可以具有一定的摻雜濃度，以使得可以通過(guò)該氧化物層的表面電荷部分耗盡與該氧化物相鄰的表面電荷補(bǔ)償區(qū)的表面，以及當(dāng)對(duì)該器件施加反向偏置時(shí)實(shí)現(xiàn)完全耗盡。該表面電荷補(bǔ)償區(qū)可以具有從大約lxlO"到大約7xl012crn^的劑量電荷(dosecharge)。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)包括位于碳化硅層中的多個(gè)間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)，該浮置保護(hù)環(huán)至少部分圍繞基于碳化硅的結(jié)；該浮置保護(hù)環(huán)上的絕緣層；以及位于該該絕緣層可以包括位于該碳化硅層上的防潮層和該防潮層上的環(huán)境保護(hù)層。該邊緣終端結(jié)構(gòu)還可以包括位于該碳化硅層和防潮層之間的表面鈍化層。該表面鈍化層可以包括氧化物，例如熱氧化物。該防潮層可以包括氮化硅。該環(huán)境保護(hù)層可以包括聚酰亞胺。根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)包括位于碳化硅層中的多個(gè)間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)，該浮置保護(hù)環(huán)至少部分圍繞基于碳化硅的結(jié)；位于該碳化硅層表面上的保護(hù)層；和位該碳化硅半導(dǎo)體器件包括一個(gè)表面，當(dāng)該器件被暴露在于10kHz在0到600V之間循環(huán)的反向偏置電壓，先在N2中作用350個(gè)小時(shí)然后在空氣中168個(gè)小時(shí)，該表面基本上不會(huì)發(fā)生陽(yáng)極氧化。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的一種制造用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)的方法，包括在碳化硅層的表面中形成多個(gè)間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)，該浮置保護(hù)環(huán)圍繞基于碳化硅的半導(dǎo)體結(jié)的至少一部分；在碳化硅層的表面形成位于該浮置保護(hù)環(huán)之間的碳化硅表面電荷補(bǔ)償區(qū)；在該碳化硅層的表面上形成氮化硅層，以及在該氮化硅層上形成一有機(jī)保護(hù)層。該方法還可以包括在該碳化硅層和氮化硅層之間形成氧4匕物。該氮化硅層具有從大約500A到大約1iLini的厚度。該有機(jī)保護(hù)層可以包括聚酰亞胺。在對(duì)以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明理解的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和/或特點(diǎn)以及其實(shí)現(xiàn)的方式將變得更清楚明顯，附圖中示出了優(yōu)選的和示例性的實(shí)施例，其中圖1A-1D是常規(guī)MFGR結(jié)構(gòu)和該結(jié)構(gòu)的理想電場(chǎng)曲線的示意圖；圖2是具有偏移場(chǎng)板的MFGR結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的邊緣終端結(jié)構(gòu)的橫截面；圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的邊緣終端結(jié)構(gòu)的橫截面；圖5A和5B是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的邊緣終端結(jié)構(gòu)的可能操作的橫截面圖6A-6J是示出了制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的邊緣終端結(jié)構(gòu)的方法的橫截面圖7A、8A、9A、IOA、11A和12A是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有4個(gè)保護(hù)環(huán)終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖7B、8B、9B、IOB、11B和12B是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有6個(gè)保護(hù)環(huán)終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖7C、8C、9C、IOC、IIC和12C是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有8個(gè)保護(hù)環(huán)終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖7D、8D、9D、IOD、11D和12D是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有8個(gè)保護(hù)環(huán)并且最后一個(gè)保護(hù)環(huán)具有JTE的終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖7E、8E、9E、IOE、11E和12E是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有保護(hù)環(huán)和JTE終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖，其與Kinoshitaetal.，"GuardRingAssistedRESURF:ANewTerminationStructureProvidingStableandHighBreakdownVoltageforSiCPowerDevices",Tech.DigestofISPSD'02,pp.253-256(曰本論文)中介紹的相似；圖7F、8F、9F、10F、1IF和12F是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有1.75,保護(hù)環(huán)以及電荷補(bǔ)償層的終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖7G、8G、9G、10G、11G和12G是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有2.0保護(hù)環(huán)以及電荷補(bǔ)償層的終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖7H、8H、9H、10H、11H和12H是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有JTE終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖13是表現(xiàn)出碳化硅表面的陽(yáng)極氧化的4H-SiC肖特基二極管的TEM截面圖;圖14是具有根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的邊緣終端的SiC肖特基二極管的截面圖15是具有根據(jù)本發(fā)明另一些實(shí)施例的邊緣終端的SiC肖特基二極管的截面圖16A是表現(xiàn)出顯著陽(yáng)極氧化的常規(guī)SiC肖特基二極管的邊緣終端結(jié)構(gòu)的平面圖16B是表現(xiàn)出減少陽(yáng)極氧化的、根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的SiC肖特基二極管的邊緣終端結(jié)構(gòu)的平面圖16C是表現(xiàn)出顯著減少陽(yáng)極氧化的、根據(jù)本發(fā)明另一些實(shí)施例的SiC肖特基二極管的邊緣終端結(jié)構(gòu)的平面具體實(shí)施例方式下面將參照附圖更完整地對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式實(shí)現(xiàn)，不應(yīng)被解釋為限制到這里所給出的實(shí)施例。相反，這些實(shí)施例的提供是為了使本公開(kāi)更徹底完整，并將本發(fā)明的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在全文中，相似的數(shù)字代表相似的元件。雖然這里使用術(shù)語(yǔ)第一、第二等來(lái)表示各個(gè)元件，但是可以理解，這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于區(qū)分一個(gè)元件和另一個(gè)元件。例如，第一元件可以被命名為第二元件，相似地，第二元件可以被命名為第一元件，而不脫離本發(fā)明的范圍。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)"和/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出部件中的任何一個(gè)以及所有組合。這里使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定的實(shí)施例而并不是對(duì)本發(fā)明的限制。如這里所使用的，單數(shù)形式"一"，"一個(gè)"和"該"也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文中有明確指示。還將認(rèn)識(shí)到，這里使用的術(shù)語(yǔ)"包括"、"包含"是列舉所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、部件和/或其集合的存在或添加。除非明確限定，這里所使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解相同的含義。還會(huì)認(rèn)識(shí)到，這里領(lǐng)域中一致的含義，不應(yīng)解釋為理想化的或過(guò)于形式的含義，除非這里有明確的限定。如圖所示，層或區(qū)域的尺寸為了圖示的目的而被夸大，從而被提供以示出本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)。另外，參照在襯底或其它層上形成的層來(lái)描述本發(fā)明的各個(gè)方面。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解的，如果提到在另一層或襯底上形成層，其中間可以插入額外的層。如果要描述在另一層或襯底上形成層而沒(méi)有插入層，將描述為"直接"在層或襯底上形成。如下面將更詳細(xì)描述的，本發(fā)明的實(shí)施例可以為半導(dǎo)體器件，例如P-N、肖特基、PiN或其他這種半導(dǎo)體器件，提供改進(jìn)的邊緣終端。本發(fā)明的特定實(shí)施例提供用于碳化硅(SiC)器件的邊緣終端。例如，本發(fā)明的實(shí)施例可以被用作SiC肖特基二極管、結(jié)勢(shì)壘肖特基(JBS)二極管、PiN二極管、晶閘管、晶體管或其他這種SiC器件的邊緣終端。本發(fā)明的實(shí)施例可以降低多浮置保護(hù)環(huán)終端對(duì)氧化物-半導(dǎo)體表面電荷的敏感性。在特定實(shí)施例中，除了該多浮置保護(hù)環(huán)還提供表面電荷補(bǔ)償層，例如薄p型層。該表面電荷補(bǔ)償層被用于至少部分地中和在該碳化硅器件的氧化物-半導(dǎo)體界面處的電荷效應(yīng)。圖3是示出了本發(fā)明的特定實(shí)施例的碳化硅半導(dǎo)體器件20的截面圖。如圖3所示，碳化硅層30(例如輕摻雜的n型碳化硅層)具有在其中形成的例如p型碳化硅的主結(jié)32,以及多個(gè)浮置保護(hù)環(huán)34,例如p型碳化硅浮置保護(hù)環(huán)。該碳化硅層30可以生長(zhǎng)在n+4H-SiC襯底上。在該碳化硅層3G上提供絕緣層26,例如氧化物層。該絕緣層26可以是沉積或生長(zhǎng)的氧化物，并且可以利用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)來(lái)制造。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，該絕緣層26可以是例如Si02的氧化物，例如Si^的氮化物，氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)，和/或氮氧化物或例如聚酰亞胺層等的有機(jī)膜。如圖3中進(jìn)一步示出的，在間隔開(kāi)的浮置保護(hù)環(huán)34之間提供薄碳化珪區(qū)域，例如p型碳化硅，以擴(kuò)展等勢(shì)線，乂人而減少該表面電場(chǎng)并提供表面電荷補(bǔ)償區(qū)或?qū)?6。如圖3所示，各個(gè)表面電荷補(bǔ)償區(qū)36可以鄰近并接觸兩個(gè)相鄰保護(hù)環(huán)34中的第一個(gè)，并且從該第一保護(hù)環(huán)向著該兩個(gè)相鄰保護(hù)環(huán)34中的第二個(gè)延伸。替代地，可以在相鄰的浮置保護(hù)環(huán)34之間提供兩個(gè)或更多薄碳化硅區(qū)域，并且該兩個(gè)或更多薄碳化珪區(qū)域可以從該浮置保護(hù)環(huán)中相應(yīng)的一個(gè)向著另一個(gè)延伸。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36不需要具有相同的尺寸、摻雜、形狀或者相對(duì)于相鄰保護(hù)環(huán)34的位置。該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36例如可以作為p型碳化硅層提供。對(duì)于圖3所示的結(jié)構(gòu)，其中在n型碳化硅層中提供p型碳化硅表面電荷補(bǔ)償區(qū)，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)或?qū)?6的劑量電荷(濃度x深度-劑量)應(yīng)當(dāng)為從大約lxlO"到大約lx1013cm—2。該氧化物-半導(dǎo)體界面預(yù)期具有大約lxlO"到大約2xl012cnf2的正電荷。該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36的表面典型地被該正表面電荷耗盡，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36的耗盡區(qū)中的負(fù)電荷將終止該從氧化物界面電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線(E-fieldeline),并且中和該正界面電荷的負(fù)效應(yīng)。而且，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36的電荷量足夠少以使得這些區(qū)域能夠在更低的電壓下(低于該器件的阻塞電壓)完全耗盡，這是保護(hù)環(huán)正常工作所需要的。因此，表面電荷補(bǔ)償區(qū)36可以使得該多個(gè)浮置保護(hù)環(huán)終端對(duì)于氧化物電荷的變化減少敏感'性或者不敏感。從而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36的操作與使用RESURF原理(Appelsetal.，"High-voltagethinlayerdevices(RESURFdevices)",IEDMTech.Dig.,1979，pp.238—241中)的JTE終端的功能非常不同，因?yàn)檫@里所述的該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36的功能是用于補(bǔ)償氧化物電荷，而常規(guī)JTE中的p層是用于縱向終止該漂移層的尋毛盡區(qū)中的電荷，從而可以減少和/或最小化4黃向場(chǎng)(lateralfield)。雖然圖3所示的結(jié)構(gòu)可以有效地補(bǔ)償氧化物電荷，但是在碳化硅器件中提供的該浮置保護(hù)環(huán)之間的小間隔會(huì)導(dǎo)致這種器件^f艮難制造，因?yàn)楣饪谭ㄐ枰o密的對(duì)準(zhǔn)容差。因此，在碳化硅器件中，更實(shí)用的是將所有表面電荷補(bǔ)償p層合并到一個(gè)圖案中，連接所有的保護(hù)環(huán)，如圖4所示。因而，如圖4所示，提供一種碳化硅器件20',其具有在相鄰的浮置保護(hù)環(huán)34之間提供的表面電荷補(bǔ)償層38。在該器件20'中，該電荷補(bǔ)償層38被顯示為p型碳化硅層。該p層38可以具有從大約lxlO"到大約lx1013cm—2的相同總電荷，其與圖3所示的相同。該p層38中的電荷可以中和正氧化物電荷，從而減少該器件對(duì)氧化物-半導(dǎo)體界面電荷的敏感性。在一些實(shí)施例中，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)/層36、38具有大約0.1pm到大約2的厚度。另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，其中該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36不連接相鄰的浮置保護(hù)環(huán)，可以提供大約0.1pm到大約2|Lim的間隙。在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，該浮置保護(hù)環(huán)34可以是均勻間隔的、不均勻間隔的或者是均勻和不均勻間隔的組合。此外，該保護(hù)環(huán)34可以延伸到該碳化硅層中大約0.1nm到大約2pm。在一些情況下，該保護(hù)環(huán)34可以延伸到該碳化硅層中大約0.1|Lim到大約1ium。該保護(hù)環(huán)34可以具有大約0.1iam到大約lOiLim的間隔。此外，在本發(fā)明的某些實(shí)施例中，可以提供大約1到100個(gè)保護(hù)環(huán)34。該保護(hù)環(huán)34從該器件的主結(jié)延伸大約2pm到大約1mm的距離。該浮置保護(hù)環(huán)34可以具有大約lx1018cm—3到大約lxl02°cm—3的摻雜劑濃度。在一些實(shí)施例中，該浮置保護(hù)環(huán)34可以具有大約lx1019cnf3到大約lxl02°cnf3的摻雜劑濃度。在制造根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的器件時(shí)，可以在形成保護(hù)環(huán)34之前或之后形成p層38或p區(qū)36。這種區(qū)36或?qū)?8可以通過(guò)例如離子注入或其他本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的技術(shù)提供。替代地，該p層和/或p區(qū)可以是在層30上形成的SiC外延生長(zhǎng)層或SiC沉積層，以及在區(qū)的情況下，被形成圖案以提供預(yù)期的表面電荷補(bǔ)償區(qū)和/或?qū)?。在這種情況下，可以在形成SiC層之前或形成SiC層之后形成該保護(hù)環(huán)。注入的p型摻雜劑可以通過(guò)在130(TC或更高的溫度退火而被活化。圖5A和5B中示出了根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施例的終端的操作。當(dāng)施加小的反向偏置時(shí)，該表面電荷補(bǔ)償層(SCCL)38的中性部分(即該層38的未被氧化物電荷耗盡的部分)開(kāi)始被耗盡并提供如圖5A所示的耗盡區(qū)50。因?yàn)樵揝CCL38沒(méi)有完全耗盡，所有的保護(hù)環(huán)這時(shí)被電連接，并且SCCL38延伸出最外側(cè)保護(hù)環(huán)的部分通過(guò)擴(kuò)張?jiān)摵谋M區(qū)而防止過(guò)早擊穿，如圖5A所示。通過(guò)施加更高的反向偏置，SCCL38被完全耗盡，并且該保護(hù)環(huán)被電隔離。然而，該保護(hù)環(huán)仍然通過(guò)電容(見(jiàn)圖5A中所示的C1、C2、C3和C4)相互耦合。施加到該器件的電壓根據(jù)該保護(hù)環(huán)之間的電容^皮分配。例如，如果在圖5A中，VI是主結(jié)32和第一保護(hù)環(huán)34之間的電壓，V2是第一保護(hù)環(huán)34和第二保護(hù)環(huán)34之間的電壓，V3是第二保護(hù)環(huán)和第三保護(hù)環(huán)之間的電壓，V4是第三保護(hù)環(huán)和n層30之間的電壓，于是VI=((1/C1)/(1/C1+1/C2+1/C3+1/C4))*總電壓，其中總電壓是Vl+V2+V3+V4。每個(gè)保護(hù)環(huán)的電勢(shì)由該電容比和施加的反向偏置電壓所決定，然后由其決定在縱向方向每個(gè)保護(hù)環(huán)下的耗盡寬度。每個(gè)保護(hù)環(huán)的電勢(shì)隨著其靠近主結(jié)而增加。因此，可以獲得圖5B所示的平滑擴(kuò)展的耗盡區(qū)50'。雖然已經(jīng)參照P-N主結(jié)說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本公開(kāi)的基礎(chǔ)上將會(huì)理解，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的邊緣終端技術(shù)可以用于其他器件和/或結(jié)類(lèi)型，例如肖特基結(jié)?，F(xiàn)在將參照?qǐng)D6A-6J說(shuō)明制造根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)邊緣終端結(jié)構(gòu)的方法。如圖6A所示，碳化硅層30中形成有結(jié)32和間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)34。這種區(qū)域可以例如通過(guò)離子注入到碳化硅襯底和/或外延層來(lái)形成。如圖6B所示，掩模層100可以形成在碳化硅層上并形成圖案，并且可以對(duì)應(yīng)于結(jié)32和保護(hù)環(huán)34區(qū)域。該掩模層100可以由常規(guī)的掩膜材料制成，并且可以例如使用常規(guī)的光刻法或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他這種技術(shù)形成圖案。該掩模層IOO在與該結(jié)32和保護(hù)環(huán)34鄰近處開(kāi)口形成窗口。該窗口可以部分或全部延伸到相鄰的保護(hù)環(huán)34之間和/或保護(hù)環(huán)34和結(jié)32之間。圖6C示出了使用掩模層100作為離子注入掩模通過(guò)離子注入來(lái)形成該表面電荷補(bǔ)償區(qū)36。然后該掩模層100被去除(圖6D),并且在所得到的結(jié)構(gòu)上形成絕緣層26(圖6E)。該絕緣層26例如可以通過(guò)熱氧化和/或在所得到結(jié)構(gòu)上沉積氧化物而形成。圖6F示出了制造根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例的邊緣終端結(jié)構(gòu)的方法。如圖6F所示，碳化硅層30上形成有薄碳化硅層120。該碳化硅層120可以是注入層和/或外延層，并且可以具有上述表面電荷補(bǔ)償區(qū)和/或?qū)拥暮穸群蛽诫s水平。圖6G示出了掩模層140的形成和圖案形成。掩模層140可以使用常規(guī)的掩模技術(shù)形成并且對(duì)應(yīng)于該表面電荷補(bǔ)償區(qū)。該掩模中的窗口可以對(duì)應(yīng)于結(jié)32和/或保護(hù)環(huán)34。使用該掩模層140作為離子注入掩模，離子被注入到碳化硅層30中以提供該結(jié)32和/或保護(hù)環(huán)34(圖6H)。然后可以去除該掩模層140(圖61),并在所得到的結(jié)構(gòu)上形成絕緣層26(圖6J)。該絕緣層26可以例如通過(guò)在所得到的結(jié)構(gòu)上熱氧化和/或沉積氧化物而形成。雖然已經(jīng)參照特定的制造操作、特定的掩模圖案等等描述了本發(fā)明用;他的操作、操作i列、、掩模圖案等而仍^是受益于本發(fā)明的it導(dǎo)。例如，可以提供保護(hù)環(huán)和表面電荷補(bǔ)償區(qū)的不同注入序列。而且，制造該器件的特定操作取決于被制造的器件。因而，例如，晶體管的制造會(huì)具有與二極管制造不同的制造步驟。因此，本發(fā)明的實(shí)施例不應(yīng)被解釋為限制到特定的制造操作，而是可以涵蓋提供如這里所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)的制造操作。示例以下示例用于說(shuō)明本發(fā)明的特定實(shí)施例，而不應(yīng)被解釋為限制本發(fā)明的實(shí)施例。使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)終端技術(shù)制造具有1.58mm2有效面積的肖特基二極管。下表l中描述了各種結(jié)終端結(jié)構(gòu)。在表l中，根據(jù)保護(hù)環(huán)(GR)數(shù)量、是否存在結(jié)終端延伸(JTE)、并且如果存在那么該JTE的位置在哪兒、以及在該器件中是否存在電荷補(bǔ)償層(p層)來(lái)識(shí)別器件。1區(qū)JTE是指具有單個(gè)摻雜水平JTE器件。在表1中還提供了該器件的各種物理和電特性。在表l中，BV是指擊穿電壓，并且提供用于在6個(gè)晶片之一上制造的器件的平均(AVE)和最大(MAX)擊穿電壓。表l:結(jié)終端測(cè)試樣本<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>6個(gè)晶片被制造成摻雜密度為晶片1為~7.lel5,晶片2為~7.7el5,晶片3為6.25el5，晶片4為6.3el5，晶片5為5.3el5,晶片6為5.5el5。該p層器件的所有注入是在室溫下利用光刻膠掩模執(zhí)行的。然而，也可以使用其他注入溫度。硼被用作所有器件的摻雜劑。圖7A-12H是具有表1所示6個(gè)晶片的各種終端類(lèi)型的器件的分布圖。如表1所示，輕摻雜的p層可以為沒(méi)有電荷補(bǔ)償層的相似保護(hù)環(huán)器件提供改進(jìn)。圖7A-12H示出了表1的器件之間的擊穿電壓分布。圖7A、8A、9A、IOA、IIA和12A是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有4個(gè)保護(hù)環(huán)終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖。圖7B、8B、9B、IOB、11B和12B是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有6個(gè)保護(hù)環(huán)終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖。圖7C、8C、9C、IOC、11C和12C是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有8個(gè)保護(hù)環(huán)終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖。圖7D、8D、9D、IOD、11D和12D是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有8個(gè)保護(hù)環(huán)并且最后一個(gè)保護(hù)環(huán)有JTE的終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖。圖7E、8E、9E、IOE、11E和12E是用于在6個(gè)不同晶片上提供的與Kinoshita等介紹的("GuardRingAssistedRESURF:ANewTerminationStructureProvidingStableandHighBreakdownVoltageforSiCPowerDevices",Tech.DigestofISPSD'02pp.253-256(日本論文))類(lèi)似的具有保護(hù)環(huán)和JTE終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖。圖7F、8F、9F、IOF、11F和12F是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有1.75^保護(hù)環(huán)以及電荷補(bǔ)償層的終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖。圖7G、8G、9G、IOG、11G和12G是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有2.0pm保護(hù)環(huán)以及電荷補(bǔ)償層的終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖。圖7H、8H、9H、IOH、11H和12H是用于在6個(gè)不同晶片上提供的具有JTE終端結(jié)構(gòu)的肖特基器件的擊穿電壓的分布圖。如上所述，常規(guī)的基于保護(hù)環(huán)的SiC肖特基器件會(huì)發(fā)生碳化硅表面的陽(yáng)極氧化，這會(huì)關(guān)聯(lián)有顯著的電流在反向阻塞狀態(tài)下流經(jīng)該保護(hù)環(huán)。在常規(guī)的SiC肖特基二極管中，可以在該SiC襯底表面形成有機(jī)保護(hù)層(例如聚酰亞胺)以便為該SiC器件，包括邊緣終端結(jié)構(gòu)，提供環(huán)境和/或物理保護(hù)。然而，遺憾的是，聚酰亞胺保護(hù)層會(huì)包含和/或吸收大量的水汽。在陽(yáng)極氧化過(guò)程中，在該碳化硅表面上的聚酰亞胺層中的水分中包含的氧在存在由高電場(chǎng)引起的電流時(shí)會(huì)與碳化硅襯底反應(yīng)，形成氧化硅。該碳化硅表面的陽(yáng)極氧化會(huì)導(dǎo)致該碳化硅表面上的較差質(zhì)量的氧化物層，這會(huì)降低該邊緣終端的有效性。圖13中示出了一個(gè)碳化硅肖特基器件表面上的陽(yáng)極氧化的例子，這是一個(gè)器件的橫截面透射電子顯微鏡(TEM)圖像。如圖13所示，可以在保護(hù)環(huán)附近的碳化硅層30的表面形成小孔43和固體材料45。對(duì)于該固體材料的X射線能譜分析(EDX)表明它包括硅和氧，這就強(qiáng)烈顯示了該碳化硅表面的陽(yáng)極氧化。本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了可以減小SiC器件中的峰值表面電場(chǎng)的邊緣終端結(jié)構(gòu)。減小該峰值表面電場(chǎng)會(huì)減少陽(yáng)極氧化。然而，即使表面電場(chǎng)減小，該碳化硅器件表面也會(huì)發(fā)生一些陽(yáng)極氧化，這會(huì)對(duì)器件性能造成不利影響。為了減少陽(yáng)極氧化的發(fā)生，希望在碳化硅表面上提供防潮層以減少和/或可能防止有機(jī)保護(hù)層中含有和/或吸收的水分與碳化硅中的硅反應(yīng)。例如，如圖14所示，本發(fā)明的一些實(shí)施例提供了一種器件結(jié)構(gòu)50,其包括碳化硅層30,例如輕摻雜的n型碳化硅層，其上具有肖特基接觸52以與硅n型碳化硅層30形成肖特基結(jié)，以及多個(gè)浮置保護(hù)環(huán)34，例如圍繞肖特基結(jié)的p型碳化硅浮置保護(hù)環(huán)。在該肖特基接觸52之下可以提供JBS網(wǎng)格(未示出)。在該間隔開(kāi)的浮置保護(hù)環(huán)34之間提供薄的碳化硅區(qū)38,例如p型碳化硅，用于擴(kuò)展等勢(shì)線以減小該表面電場(chǎng)并且從而提供表面電荷補(bǔ)償區(qū)或?qū)?6,如上詳細(xì)討論的。該薄的p型碳化硅區(qū)38可以在相鄰的保護(hù)環(huán)34之間完全延伸，如圖15所示。替代地，該薄p型碳化硅區(qū)38可以僅在相鄰的保護(hù)環(huán)34之間部分延伸，例如結(jié)合圖3所述。有機(jī)保護(hù)層66可以包括聚酰亞胺，在該器件結(jié)構(gòu)50的表面上形成。該保護(hù)層66可以延伸到該肖特基接觸52和/或在肖特基接觸52上部分延伸，并且可以延伸越過(guò)該包括浮置保護(hù)環(huán)34和p型碳化硅區(qū)38的邊緣終端結(jié)構(gòu)。此外，在該碳化硅層30和保護(hù)層66之間提供防潮層56。該防潮層56可以包括例如薄的氮化硅(SiN)層，其可以例如通過(guò)反應(yīng)濺射和/或等離子體增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積(PECVD)來(lái)形成。當(dāng)保護(hù)環(huán)34正維持高電壓并且其中流動(dòng)泄漏電流時(shí)，該防潮層56可以減少和/或可能防止保護(hù)層66中的水分到達(dá)保護(hù)環(huán)34附近。從而可以減少和/或抑制該碳化硅層32表面上的陽(yáng)極氧化?？梢园凑绽?006年1月10曰提交的、名稱為"Environmenta1RobustPassivationStructuresforHigh—VoltageSiliconCarbideSemiconductorDevices"的共同未決且共同轉(zhuǎn)讓(commonlyassigned)的美國(guó)專利申請(qǐng)中所述的方法來(lái)形成一個(gè)或多個(gè)保護(hù)層，這里通過(guò)引用而結(jié)合該申請(qǐng)全文內(nèi)容。氮化硅防潮層56可以具有大約500A到大約lpm的厚度。在特定實(shí)施例中，該SiN防潮層56可以沉積在包括肖特基接觸52的碳化硅層30的表面上。該聚酰亞胺保護(hù)層66沉積在該氮化硅層56上并使用常規(guī)的光刻技術(shù)形成圖案，并且該氮化硅層56可以使用該形成有圖案的聚酰亞胺保護(hù)層66作為蝕刻掩模進(jìn)行選擇性蝕刻。圖15中示出了本發(fā)明的另一些實(shí)施例。如這里所示，器件結(jié)構(gòu)60與圖14中所示的器件結(jié)構(gòu)50相似。也就是說(shuō)，該器件結(jié)構(gòu)60包括輕摻雜的n型碳化硅層，其上具有肖特基接觸52以形成肖特基結(jié)，以及多個(gè)浮置保護(hù)環(huán)34，例如在SiC層30中圍繞硅肖特基結(jié)的p型碳化硅浮置保護(hù)環(huán)。在該間隔開(kāi)的浮置保護(hù)環(huán)34之間提供薄的p型碳化硅區(qū)38,并且在該器件結(jié)構(gòu)60的表面上形成有機(jī)保護(hù)層66。在該有機(jī)保護(hù)層66和碳化硅層30之間提供防潮層56。此外，該器件結(jié)構(gòu)60還包括位于該碳化硅層30和防潮層56之間的表面鈍化層58。該表面鈍化層58可以包括高質(zhì)量氧化物層例如熱氧化物層，其可以在防潮層56形成之前形成。該鈍化層58可以提供碳化硅層30的高質(zhì)量表面鈍化，其可以例如減小該碳化硅層30的表面或表面附近的界面態(tài)密度。熱氧化物鈍化層58可以具有大約5nm到大約100nm的厚度。圖16A是在相鄰保護(hù)環(huán)之間不包括薄p型碳化硅區(qū)38的常規(guī)SiC肖特基二極管的邊緣終端結(jié)構(gòu)的平面圖。圖16A所示的該包括聚酰亞胺保護(hù)層的器件受到環(huán)境測(cè)試，其中該器件的陽(yáng)極接地，并且該二極管陰才及上的電壓以10kHz的頻率/人0V到600V循環(huán)518個(gè)小時(shí)。在該測(cè)試的前350個(gè)小時(shí)，該器件在惰性氮?dú)?N2)環(huán)境中進(jìn)行電壓循環(huán)。在該測(cè)試的后168個(gè)小時(shí)，該環(huán)境是包含顯著量水分的空氣。該圖顯示在該電壓循環(huán)下該保護(hù)環(huán)附近發(fā)生顯著的陽(yáng)極氧化。圖16B是在相鄰保護(hù)環(huán)34之間包括薄p型碳化硅區(qū)38但不包括防潮層的SiC肖特基二極管的邊緣終端結(jié)構(gòu)的平面圖。圖16B所示的器件也受到350個(gè)小時(shí)在氮?dú)庵泻?68個(gè)小時(shí)在空氣中的100V/600V循環(huán)。在電壓循環(huán)后，圖16B所示的器件顯示了一些陽(yáng)極氧化，但是少于圖16A所示的器件，其有助于減少保護(hù)環(huán)34中的峰值電場(chǎng)。圖16C是在相鄰保護(hù)環(huán)34之間包括薄p型碳化硅區(qū)38、并且在該碳化硅層30表面上具有防潮層56的SiC肖特基二極管的邊緣終端結(jié)構(gòu)的平面圖。圖16B所示的器件也受到350個(gè)小時(shí)在氮?dú)庵泻?68個(gè)小時(shí)在空氣中的100V/600V循環(huán)。在測(cè)試后，圖16C所示的器件顯示了顯著減少的陽(yáng)極氧化，達(dá)到了在200X放大的光學(xué)顯微鏡下看不到任何陽(yáng)極氧化表征的程度。雖然肖特基二極管被描述為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是其他類(lèi)型的支持高反向阻塞電壓的器件結(jié)構(gòu)例如PIN二極管、晶閘管、JFET等也可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的邊緣終端結(jié)構(gòu)。在附圖和說(shuō)明中，公開(kāi)了本發(fā)明的典型優(yōu)選實(shí)施例，雖然使用了特定的術(shù)語(yǔ)，但是它們僅用于一般的說(shuō)明性含義，并不是用于限制，本發(fā)明的范圍在后附的權(quán)利要求中給出。權(quán)利要求1.一種用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括位于碳化硅層中的多個(gè)間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)，該浮置保護(hù)環(huán)至少部分圍繞基于碳化硅的結(jié)；位于該浮置保護(hù)環(huán)之間并且鄰近碳化硅層層表面的碳化硅表面電荷補(bǔ)償區(qū)；在該碳化硅層上的氮化硅層，和在該氮化硅層上的有機(jī)保護(hù)層。2.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，還包括位于該碳化硅層和氮化硅層之間的該^暖化硅層表面上的氧化物層。3.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該氮化硅層具有從大約500A到大約1)Lini的厚度。4.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該有機(jī)保護(hù)層包括聚酰亞胺。5.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該有機(jī)保護(hù)層具有比氮化硅層更高的含水量。6.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該浮置保護(hù)環(huán)延伸到該碳化硅層中第一深度，該表面電荷補(bǔ)償區(qū)延伸到該碳化硅層中第二深度，該第二深度小于第一深度。7.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該表面電荷補(bǔ)償區(qū)比保護(hù)環(huán)摻雜的更少。8.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該表面電荷補(bǔ)償區(qū)在相鄰的浮置保護(hù)環(huán)之間完全延伸。9.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該表面電荷補(bǔ)償區(qū)在相鄰的浮置保護(hù)環(huán)之間延伸但并不是在兩個(gè)相鄰的浮置保護(hù)環(huán)之間完全延伸。10.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該表面電荷補(bǔ)償區(qū)包括位于該碳化硅層上的第二碳化硅層。11.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該表面電荷補(bǔ)償區(qū)具有一定的摻雜濃度，以通過(guò)該氧化物層的表面電荷部分耗盡與該氧化物層相鄰的表面電荷補(bǔ)償區(qū)的表面，以及當(dāng)對(duì)該器件施加反向偏置時(shí)實(shí)現(xiàn)完全耗盡。12.如權(quán)利要求1所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，其中該表面電荷補(bǔ)償區(qū)具有從大約lxlO"到大約7xl012cm—2的劑量電荷。13.—種用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括位于碳化硅層中的多個(gè)間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)，該浮置保護(hù)環(huán)至少部分圍繞基于碳化硅的結(jié)；補(bǔ)償區(qū)；"、H,,-、，位于該碳化硅層上的防潮層，和該防潮層上的環(huán)境保護(hù)層，其中防潮層和環(huán)境保護(hù)層包括不同材料的層。14.如權(quán)利要求13所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)，還包括位于碳化硅層和防潮層之間的表面鈍化層，其中表面鈍化層和防潮層包括不同材料的層。15.如權(quán)利要求14所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)氧化物。16.如權(quán)利要求15所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)化物。17.如權(quán)利要求13所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)硅。18.如;^又利要求13所述的邊緣終端結(jié)構(gòu)聚酰亞胺。19.一種用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括位于碳化硅層表面中的多個(gè)間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)，該浮置保護(hù)環(huán)至少部分圍繞基于碳化硅的結(jié)；位于該碳化硅層表面上的保護(hù)層；和位于該碳化硅層表面的浮置保護(hù)環(huán)之間的碳化硅表面電荷補(bǔ)償區(qū)；其中在該器件被暴露于10kHz在0到600V之間循環(huán)的反向偏置電壓，先在仏中作用350個(gè)小時(shí)然后在空氣中168個(gè)小時(shí)的條件下，該碳化硅層的表面基本上不會(huì)發(fā)生陽(yáng)極氧化。20.—種制造用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)的方法，包括:在碳化硅層的表面中形成多個(gè)間隔開(kāi)的同心浮置保護(hù)環(huán)，該浮置保護(hù)環(huán)圍繞基于碳化硅的半導(dǎo)體結(jié)的至少一部分；其中該表面鈍化層包括其中該氧化物包括熱氧其中該防潮層包括氮化其中該環(huán)境保護(hù)層包括在碳化硅層的表面形成位于該浮置保護(hù)環(huán)之間的碳化石圭表面電荷補(bǔ)償區(qū)；在該浮置保護(hù)環(huán)上形成氮化硅層，以及在該氮化硅層上形成有機(jī)保護(hù)層。21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中形成氮化硅層這樣進(jìn)行在碳化硅層上形成氧化物層。22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中氮化硅層具有從大約500A到大約1|um的厚度。23.如權(quán)利要求20所述的方法，其中有機(jī)保護(hù)層包括聚酰亞胺。全文摘要一種用于碳化硅半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括位于碳化硅層中的多個(gè)間隔的同心浮置保護(hù)環(huán)(34)，該浮置保護(hù)環(huán)至少部分圍繞基于碳化硅的結(jié)；該浮置保護(hù)環(huán)上的絕緣層；以及位于該浮置保護(hù)環(huán)之間并且與該絕緣層相鄰的碳化硅表面電荷補(bǔ)償區(qū)(38)。在該碳化硅層上有氮化硅層(56)，并且在該氮化硅層上有一有機(jī)保護(hù)層(66)。在該氮化硅層和碳化硅層表面之間可以有氧化物。同時(shí)還公開(kāi)了形成邊緣終端結(jié)構(gòu)的方法。文檔編號(hào)H01L29/06GK101371362SQ200780002384公開(kāi)日2009年2月18日申請(qǐng)日期2007年1月8日優(yōu)先權(quán)日2006年1月12日發(fā)明者A·K·阿加瓦爾,A·沃德,柳世衡申請(qǐng)人:克里公司