專利名稱：用于功率器件的電荷平衡技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體功率器件技術(shù)，更具體地涉及用于半導(dǎo)體功 率器件的電荷平衡技術(shù)。
背景技術(shù)：
垂直半導(dǎo)體功率器件具有電極布置在兩個(gè)相對(duì)平面上的結(jié)構(gòu)。 當(dāng)接通垂直功率器件時(shí)，漂移電流在該器件中垂直地流動(dòng)。當(dāng)斷開 垂直功率器件時(shí)，由于施加在該器件上的反向偏壓，在器件中形成 沿水平方向和垂直方向延伸的耗盡區(qū)。為了獲得高擊穿電壓，設(shè)置 在電才及之間的漂移層由具有高電阻率的材料形成，并且增大漂移層 的厚度。然而，這會(huì)導(dǎo)致器件中的4妾通電阻Rdson增大，這隨之降 低了導(dǎo)電率和器件的轉(zhuǎn)換速度，因而降低器件的性能。
為了解決這個(gè)問題，已經(jīng)提出了具有這樣的漂移層的電荷平衡 功率器件，該漂移層包括以交一,方式布置的垂直延伸的n區(qū)(n柱) 和p區(qū)(p柱)。圖1A是這種器件100的布局圖。器件100包括凈皮 非活性周界區(qū)環(huán)繞的活性區(qū)域110,該非活性周界區(qū)包括p環(huán)120 和外端4姿區(qū)130。周界p環(huán)120為具有圓角的矩形。依寺居i殳計(jì)，端接區(qū)130可以包括類似形狀的交替的p環(huán)和n環(huán)?；钚詤^(qū)域110包 4舌交^^布置的p柱110P和n柱110N,這些p柱和n ^主以條帶的形 式垂直i也延伸并且沿著頂部和底部在周界環(huán)120處端4妄。圖1B中 可以更清楚地看到活性區(qū)域中交4#的p柱和n柱的物理結(jié)構(gòu)，圖1B 示出了沿圖1A中的線A-A'的陣列區(qū)IIO的橫截面視圖。
圖1B中描繪的功率器件是具有漂移層16的傳統(tǒng)平面門電路垂 直MOSFET，該漂移層包4舌交^奪的p柱110P和n柱110N。源才及金 屬28電4妄觸沿著頂側(cè)的源4及區(qū)20和阱區(qū)18,而漏4及金屬14電4妾 觸沿著器件的底側(cè)的漏;fel區(qū)12。當(dāng)"t妻通器件時(shí)，電流^各徑就通過交 替導(dǎo)電型漂移層16形成。n柱和p柱4參雜濃度和物理尺寸^皮i殳計(jì)成 在相鄰的柱之間獲得電荷平衡，從而保證當(dāng)器件處于斷開狀態(tài)時(shí)漂 移層16完全一毛盡。
回到圖1A,為了實(shí)現(xiàn)高擊穿電壓，n柱中n電荷的數(shù)量和p柱 中p電荷的數(shù)量在活性區(qū)域110中以及在活性區(qū)域與非活性周界區(qū) 之間的界面處都必須是平衡的。然而，因?yàn)楦鞣N區(qū)的幾何形狀的變 化，在所有的界面區(qū)處實(shí)現(xiàn)電荷平衡，尤其是沿著p柱和n柱端接 于周界環(huán)120中的頂部界面區(qū)和底部界面區(qū)實(shí)現(xiàn)電荷平衡，以及在 n柱和p柱具有變化的長(zhǎng)度的轉(zhuǎn)角區(qū)中實(shí)現(xiàn)電荷平衡是困難的。這 在圖1C中更清楚地示出，圖1C示出了圖1A中的功率器件100的 左上角的》文大浮見圖。
在圖1C中，活性區(qū)域110中的單元凈皮標(biāo)記為Sl?；钚詐柱111 (其一皮劃分成左半部111-1和右半部111-2 )和活性p柱113 (其一皮 劃分成左半部113-1和右半部113-2 )通過n柱112分隔開。在單元 Sl中，活性p柱111的右半部111-2中的p電荷凄t量Qpl和活性p 4主113的左半部113-2中的p電4肓#:量Qp2的總和(Qpl + Qp2 )等 于活性n柱112中的n電荷凄史量Qnl。因此，在活性區(qū)域110的維 持了這種電荷平衡的所有部分中實(shí)現(xiàn)了最佳擊穿電壓。如所示的，非活性周界區(qū)的轉(zhuǎn)角部分包4舌周界p環(huán)120和端4妻 區(qū)130，該端4妄區(qū)具有以交^^方式布置的n環(huán)131和p環(huán)132。周 界p環(huán)120 (其被劃分成下半部121和上半部122 )和端接區(qū)p環(huán) 132 (其^皮劃分成下半部132-1和上半部132-2 )通過n環(huán)131分隔 開。在單元S2中，p環(huán)132的下半部132-1中的p電荷凄t量Qptl ,口環(huán)120的上半部122中的p電荷凄t量Qpe的總和(Qptl + Qpe ) 等于n環(huán)131中的n電荷數(shù)量Qnt。因此，在非活性周界區(qū)的維持 了這種電荷平衡的所有部分中實(shí)現(xiàn)了最佳擊穿電壓。
然而，因?yàn)閹缀涡螤畹南拗?，活性區(qū)域與非活性周界區(qū)之間的 界面處的p電荷數(shù)量和n電荷數(shù)量在很多位置是不平衡的。這些區(qū) 中缺少電荷平衡導(dǎo)致器件的擊穿電壓特性惡化。因此，需要消除了
電荷平衡4支術(shù)，因而導(dǎo)致更高的擊穿電壓額定^直(rating)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電荷平衡半導(dǎo)體功率器件包括這樣的活 性區(qū)域該活性區(qū)域包括當(dāng)被偏置于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)能夠傳導(dǎo)電流的 多個(gè)單元。非活性周界區(qū)環(huán)繞活性區(qū)^t當(dāng)多個(gè)單元^皮偏置于導(dǎo)電 狀態(tài)中時(shí)，沒有電流流過非活性周界區(qū)。交替布置的第一導(dǎo)電型柱
的條帶和第二導(dǎo)電型柱的條帶沿著容納半導(dǎo)體功率器件的模片 (die )的長(zhǎng)度延伸穿過活性區(qū)域和非活性周界區(qū)。
在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)第 一導(dǎo)電型柱的條帶均包括形成第二導(dǎo) 電型區(qū)的條帶的一部分的間斷(discontinuity )。第二導(dǎo)電型區(qū)的條 帶垂直于模片的長(zhǎng)度在非活性周界區(qū)中延伸。在另一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)第一導(dǎo)電型柱的條帶包括形成多個(gè)第 二導(dǎo)電型區(qū)的條帶的一部分的多個(gè)間斷。該多個(gè)第二導(dǎo)電型區(qū)的條 帶垂直于模片的長(zhǎng)度在非活性周界區(qū)中延伸。
根據(jù)本發(fā)明的另 一實(shí)施例，電荷平衡半導(dǎo)體功率器件包括這樣
的活性區(qū)該活性區(qū)包括-陂偏置于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)能夠傳導(dǎo)電流的多 個(gè)單元。非活性周界區(qū)環(huán)繞活性區(qū)域。當(dāng)多個(gè)單元被偏壓于導(dǎo)電狀 態(tài)中時(shí)，沒有電流通過非活性周界區(qū)。P柱的條帶和n柱的條帶以 交替方式布置。P柱的條帶和n柱的條帶沿著容納半導(dǎo)體功率器件 的模片的長(zhǎng)度延伸穿過活性區(qū)域和非活性周界區(qū)。每個(gè)p柱的條帶 均包括形成多個(gè)n區(qū)的條帶的一部分的多個(gè)間斷。該多個(gè)n區(qū)的條 帶垂直于模片的長(zhǎng)度在非活性周界區(qū)中延伸。
可以參照本說明書的剩余部分以及附圖實(shí)現(xiàn)對(duì)在此所公開的 本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)的進(jìn)一 步理解。


圖1A示出了傳統(tǒng)電荷平4軒功率器件的簡(jiǎn)4匕布局圖1B示出了沿圖1C中的功率器件中的線A-A'的橫截面視圖1C示出了圖1A中的功率器件的左上角的》文大一見化布局圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的電荷平衡功率器件 的簡(jiǎn)化布局圖；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明又一示例性實(shí)施例的電荷平衡功率器件 的簡(jiǎn)4匕布局圖；以及
圖5和圖6示出了非活性周界區(qū)的簡(jiǎn)化橫截面視圖，其中場(chǎng)板 (field plate )與根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)示例性實(shí)施例的電荷平衡結(jié)構(gòu)結(jié) 合。
具體實(shí)施例方式
圖2-圖4示出了模片的簡(jiǎn)化布局圖，其中根據(jù)本發(fā)明的三個(gè)示 例性實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的電荷平銜^支術(shù)。這些纟支術(shù)有利地消除了為 了在現(xiàn)有技術(shù)的電荷平衡器件中的活性區(qū)域與其環(huán)繞的非活性周 界區(qū)之間的過渡區(qū)處實(shí)現(xiàn)電荷平衡的復(fù)雜設(shè)計(jì)需求。
在圖2中，容納電荷平衡功率器件的模片200包括其中形成有 多個(gè)活性單元的活性區(qū)域202和環(huán)繞活性區(qū)域的非活性周界區(qū)。非 活性周界區(qū)由從活性區(qū)域202的水平邊緣到模片的對(duì)應(yīng)邊緣的距離 (在圖2中以字母X標(biāo)記出)限定，并且由從活性區(qū)域202的垂直 邊緣到模片的對(duì)應(yīng)邊緣的距離(在圖2中以字母Y標(biāo)記出)限定。 通常，術(shù)語"活性區(qū)域，，在此用來指明器件的其中形成有能夠傳導(dǎo) 電流的活性單元的區(qū)域，而術(shù)語"非活性周界區(qū)，，用來指明器件的 其中形成有非導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的區(qū)域。
為了更清楚地示出這些圖中的電荷平銜、技術(shù)，圖2-圖4中的距 離X和Y蜂皮顯著地;故大(實(shí)際上，距離X和Y遠(yuǎn)小于圖2-4中所 示的距離)。容納在模片200中的功率器件是MOSFET (例如，與 圖1B中的類似)，在圖2中由參考標(biāo)號(hào)202標(biāo)記的活性區(qū)域的邊界 與其中形成有MOSFET單元的阱區(qū)的邊界對(duì)應(yīng)。如圖2中所示，垂直延伸的p ^主210P和n柱210N以交-齊的方 式布置，/人而形成電荷平4軒結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，活性p柱210P 通過在石圭中形成溝槽(trench)并4吏用i者如選擇性外延生長(zhǎng)(SEG ) 的已知技術(shù)用p型硅填充這些溝槽來形成。通常，使這些n柱和p 柱的物理尺寸和摻雜濃度最優(yōu)化，/人而在相鄰的柱之間獲得電荷平 衡，這與以上結(jié)合圖1C中的單元Sl的描述類似。
與其中活性區(qū)域中的p柱和n柱在活性區(qū)域的邊界處端接的傳 統(tǒng)電荷平衡器件不同，在圖2中，如所示的那樣，活性p柱和n柱 延伸穿過活性區(qū)域和非活性周界區(qū)。這消除了活性區(qū)域的邊緣和轉(zhuǎn) 角處的電荷平衡問題，因此在顯著地簡(jiǎn)化了器件的設(shè)計(jì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn) 了最佳的電荷平衡和擊穿特性。
在一個(gè)實(shí)施例中，距離X和Y被選擇成確?；钚詤^(qū)域外的完 全耗盡。在一個(gè)實(shí)施例中，其中p柱通過在硅中形成溝槽來形成， 距離X和Y中的每一個(gè)均等于或大于p柱溝槽的深度。盡管圖2 中所示的活性區(qū)域202的垂直邊緣落入n柱中，然而可以擴(kuò)展或收 縮活性區(qū)域，以使得活性區(qū)域的垂直邊緣落入p柱中。像這樣，對(duì) 于活性區(qū)域202的邊緣與柱就不存在誤對(duì)準(zhǔn)問題。在一個(gè)實(shí)施例中， 起始晶片可以包括如圖2中所示的p柱和n柱，而包括其活性區(qū)域 和其他區(qū)的功率器件利用已知的加工^支術(shù)形成。
圖3示出了與圖2中的實(shí)施例類^f以的另一個(gè)實(shí)施例，除了在上 非活性周界區(qū)和下非活性周界區(qū)中每一個(gè)的垂直延伸的p柱中形成 有間斷之外。這些間斷形成7jc平延伸的n條帶320N,如下非活性 周界區(qū)中所示的那樣，該n條帶將每個(gè)p柱分割成兩個(gè)部分310P-l 和310P-2。 p柱中的這些間斷擾亂了非活性周界區(qū)中的場(chǎng)，從而減 小了沿著該區(qū)中的石圭表面的場(chǎng)。這有助于^是高非活性周界區(qū)中的擊 穿電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，乂人活性區(qū)域302的邊纟彖到n條帶320N的間 隔B基于功率器件的擊穿電壓額定值、光掩膜限制、以及其他性能 和設(shè)計(jì)目標(biāo)來確定。在一個(gè)實(shí)施例中，^使用較小的間隔B來實(shí)現(xiàn)更 津奇細(xì)的場(chǎng)分布調(diào)節(jié)。非活性周界區(qū)中的尺寸(X、 Y、 B)又都^皮》文 大了，以更容易地示出本發(fā)明的各種特征。
圖4示出了圖3實(shí)施例的變體，其中在上非活性周界區(qū)和下非 活性周界區(qū)中每一個(gè)的每個(gè)p柱中均形成有多個(gè)間斷，因此在這些 區(qū)中形成多個(gè)n條帶420N、 430N。多個(gè)間斷^f吏得能夠?qū)崿F(xiàn)更高的 電壓額定值。如所示的，外部條帶430N比內(nèi)部條帶420N寬。對(duì) 選擇N條帶的寬度以及它們之間的間隔的考慮與針對(duì)傳統(tǒng)端接防 護(hù)環(huán)的考慮相似。在一個(gè)實(shí)施例中，圖3和4中的n條帶以如下方 式形成。在形成p柱的過程中，使用掩膜來防止p柱在沿著p柱的 間隙〗立置處形成。
如果需要，圖2-圖4中的技術(shù)可以與其他的邊緣端接技術(shù)結(jié)合。 具體地，端接場(chǎng)板技術(shù)可以有利地與圖2-圖4中的實(shí)施例結(jié)合，以 進(jìn)一步減少非活性周界區(qū)中的硅表面處的場(chǎng)。圖5和6中示出了這 種結(jié)合的兩個(gè)實(shí)例。
圖5示出了沿著活性區(qū)域的邊緣處的模片區(qū)的橫截面視圖。在 圖5中，活性區(qū)域延伸至p阱502的左側(cè)，而非活性周界區(qū)延伸至 p阱502的右側(cè)。^口圖2-圖4中實(shí)施例，p #主510P牙口 n斗主510N延 伸穿過活性區(qū)域和非活性周界區(qū)兩者。如所示的，p柱510P在N 外延層512中的一深度處端4妻，而N外延層512的在p柱510P之 間延伸的那些部分形成電荷平4軒結(jié)構(gòu)的n柱510N。浮動(dòng)p型擴(kuò)散 環(huán)504A-504C形成在非活性周界區(qū)中并在活性區(qū)周圍延伸。如所看 到的那樣，相鄰環(huán)之間的間隔沿遠(yuǎn)離活性區(qū)的方向逐漸增加。介電 層506使環(huán)504A-504C與疊加結(jié)構(gòu)(未示出)絕緣。P阱502可以是活性區(qū)域的最后的p阱或者形成端接結(jié)構(gòu)的一部分。在任一種情
況中，p阱502會(huì)電連接至活性p阱。
與圖5類似，圖6示出了活性區(qū)域的邊緣處的模片區(qū)的橫截面 視圖，其中活性區(qū)域延伸至p阱602的左側(cè)，而端接區(qū)延伸至p阱 602的右側(cè)。P柱610P和n 4主610N延伸穿過活性區(qū)域和非活性區(qū) 兩者。如圖5中的實(shí)施例，p柱610P在N外延層612中的一深度 處端4妄，而N外延層612的在p柱610P之間延伸的那些部分形成 電荷平^f結(jié)構(gòu)的n柱610N。然而，在這個(gè)實(shí)施例中，在非活性周 界區(qū)上方形成有平面場(chǎng)板結(jié)構(gòu)。該平面場(chǎng)板結(jié)構(gòu)包括在非活性周界 區(qū)上方延伸的多晶珪層608,以及將多晶硅層608電連接至p阱602 的金屬接觸層614。介電層606使非活性周界區(qū)中的電荷平衡結(jié)構(gòu) 與層疊的多晶；圭層608和其^也未示出的結(jié)構(gòu)絕》彖。如圖5中所示的 實(shí)施例，p阱602可以是活性區(qū)域的最后的p阱或者形成端接結(jié)構(gòu) 的一部分。在^壬一種情況中，p阱602會(huì)電連4妻至活性p阱。
盡管圖5和6示出了兩種不同的邊緣端接技術(shù)，然而這兩種技 術(shù)可以以多種方式結(jié)合。例如，在圖6實(shí)施例的可替換實(shí)施方式中， 多個(gè)浮動(dòng)p型擴(kuò)散環(huán)以類似于圖5中的方式包含在非活性周界區(qū) 中，除了 p型擴(kuò)散環(huán)被設(shè)置在場(chǎng)板608的左側(cè)。作為另一實(shí)例，在 圖5實(shí)例的可^,」換實(shí)施方式中， 一單獨(dú)的平面場(chǎng)才反連4妾至每個(gè)浮動(dòng) p型擴(kuò)散環(huán)504A-504C。
在此公開的各種電荷平衡技術(shù)可以與圖1B中所示的垂直平面 門電^各MOSFET單元結(jié)構(gòu)、及其他的電荷平4軒MOSFET變體(i者 如溝槽門電路或屏蔽門電路結(jié)構(gòu))、以及其他電荷平衡功率器件(諸 如IGBT、雙極晶體管、二極管和肖特基器件)相結(jié)合。例如，本 發(fā)明的各種實(shí)施例可以與例如上面所參照的2004年12月29日4是 交的第11/026,276,號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)的圖14、圖21-圖24、圖28A-圖28D、圖29A-圖29C、圖61A、圖62A、圖62B、圖63A中示出 的任何器件相結(jié)合，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。
盡管上面提供了對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例的詳細(xì)描述，然而，可 以有多種替換、修改、和等同物。并且，應(yīng)理解，在此提供以描述 各種實(shí)施例的所有凄t字實(shí)例和材沖+類型^f又是為了示例-說明的目的， 而不是旨在限制本發(fā)明。例如，上述實(shí)施例中的各種區(qū)的極性可以 顛倒以獲得相反類型的器件。因此，由于這個(gè)以及其他原因，以上 描述不應(yīng)被理解成限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求來 限定。
權(quán)利要求
1. 一種電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，包括活性區(qū)域，包括被偏置于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)能夠傳導(dǎo)電流的多個(gè)單元；環(huán)繞所述活性區(qū)域的非活性周界區(qū)，其中，當(dāng)所述多個(gè)單元被偏置于所述導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)沒有電流流過所述非活性周界區(qū)；以及形成在第二導(dǎo)電型的硅區(qū)中的交替布置的第一導(dǎo)電型柱的條帶和第二導(dǎo)電型柱的條帶，所述交替布置的第一導(dǎo)電型的條帶和第二導(dǎo)電型的條帶沿第一尺寸延伸穿過所述活性區(qū)域和所述非活性周界區(qū)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，每個(gè) 第一導(dǎo)電型柱的條帶均包括形成第二導(dǎo)電型區(qū)的條帶的一部 分的間斷，所述第二導(dǎo)電型區(qū)的條帶垂直于所述第一尺寸在所 述非活性周界區(qū)中延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，每個(gè) 第一導(dǎo)電型柱的條帶均包括形成多個(gè)第二導(dǎo)電型區(qū)的條帶的 一部分的多個(gè)間斷，所述多個(gè)第二導(dǎo)電型區(qū)的條帶垂直于所述 第一尺寸在所述非活性周界區(qū)中延伸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，所述 電荷平衡半導(dǎo)體功率器件是垂直導(dǎo)電的功率器件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，所述 第一導(dǎo)電型是p型，而所述第二導(dǎo)電型是n型。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，還包括處于 所述非活性端4妄區(qū)中的場(chǎng)玲反。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，所述 非活性周界區(qū)包括在所述活性區(qū)域周圍延伸的多個(gè)第二導(dǎo)電 型的環(huán)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，還包括延伸 到所述非活性周界區(qū)中的場(chǎng)板導(dǎo)體，其中，所述場(chǎng)板導(dǎo)體的一 部分通過介電層與下面的第一導(dǎo)電型柱的條帶和第二導(dǎo)電型 柱的條帶絕緣。
9. 一種垂直導(dǎo)電的電荷平#^半導(dǎo)體功率器件，包括活性區(qū)域，包括 一皮偏置于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)能夠傳導(dǎo)電流的 多個(gè)單元；環(huán)繞所述活性區(qū)域的非活性周界區(qū)，其中，當(dāng)所述多個(gè) 單元:l皮偏置于所述導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)沒有電流流過所述非活性周 界區(qū)；以及的交替布置的第一導(dǎo)電型柱的條帶和第二導(dǎo)電型柱的條帶，每 個(gè)第一導(dǎo)電型柱的條帶均包括形成第二導(dǎo)電型區(qū)的條帶的一 部分的間斷，所述第二導(dǎo)電型區(qū)的條帶垂直于所述第一尺寸在 所述非活性周界區(qū)中延伸。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，所述 第一導(dǎo)電型是p型，而所述第二導(dǎo)電型是n型。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，還包括處于 所述非活性端4妻區(qū)中的場(chǎng)斗反。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，所述 非活性周界區(qū)包括在所述活性區(qū)域周圍延伸的多個(gè)第二導(dǎo)電 型的環(huán)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，還包括延伸 到所述非活性周界區(qū)中的場(chǎng)板導(dǎo)體，其中，所述場(chǎng)板導(dǎo)體的一 部分通過介電層與下面的第一導(dǎo)電型柱的條帶和第二導(dǎo)電型 柱的條帶絕緣。
14. 一種電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，包括活性區(qū)域，包括;故偏置于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)能夠傳導(dǎo)電流的 多個(gè)單元；環(huán)繞所述活性區(qū)域的非活性周界區(qū)，其中，當(dāng)所述多個(gè) 單元被偏置于所述導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)沒有電流流過所述非活性周 界區(qū)；以及以交替方式布置的p柱的條帶和n柱的條帶，所述p柱 的條帶和n柱的條帶沿著容納所述半導(dǎo)體功率器件的模片的 長(zhǎng)度延伸穿過所述活性區(qū)域和所述非活性周界區(qū)，每個(gè)p柱的 條帶均包括形成多個(gè)n區(qū)的條帶的一部分的多個(gè)間斷，所述多 個(gè)n區(qū)的條帶垂直于所述模片的長(zhǎng)度在所述非活性周界區(qū)中 延伸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，所 述電荷平衡半導(dǎo)體功率器件是垂直導(dǎo)電的功率器件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，還包括處 于所述非活性端4姿區(qū)中的場(chǎng)4反。
17. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，其中，所 述非活性周界區(qū)包括在所述活性區(qū)域周圍延伸的多個(gè)第二導(dǎo) 電型的環(huán)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，還包括延 伸到所述非活性周界區(qū)中的場(chǎng)板導(dǎo)體，其中，所述場(chǎng)板導(dǎo)體的 一部分通過介電層與下面的第一導(dǎo)電型柱的條帶和第二導(dǎo)電 型柱的條帶絕緣。
19. 一種石圭晶片，包括第一導(dǎo)電型的石圭區(qū)；以及在所述硅區(qū)中從沿著硅晶片周界的位置到沿著硅晶片周 界的相對(duì)位置而平行延伸的多個(gè)第二導(dǎo)電型柱的條帶，所述多 個(gè)第二導(dǎo)電型柱的條帶延伸至所述硅區(qū)中的預(yù)定深度。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的硅晶片，其中，所述第一導(dǎo)電型是n 型，而所述第二導(dǎo)電型是p型。
21. —種硅模片，包括第一導(dǎo)電型的石圭區(qū)；以及在所述硅區(qū)中從所述硅模片的 一 個(gè)邊緣到所述硅模片的 相對(duì)邊緣而平行延伸的多個(gè)第二導(dǎo)電型柱的條帶，所述多個(gè)第 二導(dǎo)電柱的條帶延伸至所述硅區(qū)中的預(yù)定深度。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的硅模片，其中，所述第一導(dǎo)電型是n 型，而所述第二導(dǎo)電型是P型。
23. —種在具有第一導(dǎo)電型的硅區(qū)的半導(dǎo)體模片中形成電荷平衡 結(jié)構(gòu)的方法，所述方法包括形成在所述石圭區(qū)中/人所述石圭才莫片的一個(gè)邊》彖到所述石圭才莫 片的相對(duì)邊緣而平行延伸的多個(gè)第二導(dǎo)電型柱的條帶，所述多 個(gè)第二導(dǎo)電型柱的條帶延伸至所述硅區(qū)中的預(yù)定深度。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述形成步驟包括形成延伸至所述硅區(qū)中的預(yù)定深度的多個(gè)溝槽，所述溝 槽從所述硅模片的一個(gè)邊緣延伸至所述硅模片的相對(duì)邊緣；以 及用第二導(dǎo)電型的硅材料填充所述多個(gè)溝槽。
25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第一導(dǎo)電型是n型， 而所述第二導(dǎo)電型是p型。
全文摘要
一種電荷平衡半導(dǎo)體功率器件，包括活性區(qū)域，包括被偏置于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)能夠傳導(dǎo)電流的多個(gè)單元；環(huán)繞活性區(qū)域的非活性周界區(qū)，其中，當(dāng)多個(gè)單元被偏置于導(dǎo)電狀態(tài)中時(shí)沒有電流流過非活性周界區(qū)；交替布置的p柱的條帶和n柱的條帶，沿著容納半導(dǎo)體功率器件的模片的長(zhǎng)度延伸穿過活性區(qū)域和非活性周界區(qū)。
文檔編號(hào)H01L29/00GK101416315SQ200780012426
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者克里斯托弗·博古斯洛·科康 申請(qǐng)人:飛兆半導(dǎo)體公司