專(zhuān)利名稱(chēng)：一種超結(jié)器件的非平衡結(jié)終端結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于半導(dǎo)體器件與工藝制造領(lǐng)域，具體涉及一種超結(jié)器件的非平衡結(jié)終端結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
超結(jié)VDMOS是一種發(fā)展迅速、應(yīng)用廣泛的新型功率半導(dǎo)體器件。它在普通垂直雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體(VDMOS)基礎(chǔ)上，引入超結(jié)(Superjunction)結(jié)構(gòu)，使之即具有VDMOS輸入阻抗高、開(kāi)關(guān)速度快、工作頻率高、電壓控制、熱穩(wěn)定性好、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單，又克服了 VDMOS的導(dǎo)通電阻與擊穿電壓成2. 5次方關(guān)系急劇增加的缺點(diǎn)。目前超結(jié)VDMOS已廣泛 應(yīng)用于電腦、手機(jī)、照明以及液晶或等離子電視機(jī)和游戲機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品的電源或適配器。對(duì)于結(jié)終端技術(shù)，陳星弼院士指出，任何一種結(jié)終端技術(shù)都是在耗盡層內(nèi)引入電荷。對(duì)于平面PN結(jié)來(lái)說(shuō)，如果在P型耗盡區(qū)的表面引入一個(gè)正電荷，那么該電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)與冶金結(jié)處的電場(chǎng)方向相反，故削弱了該電荷靠近冶金結(jié)處的電場(chǎng)，不過(guò)同時(shí)該電荷也增加了遠(yuǎn)離結(jié)面處的電場(chǎng)。在超結(jié)器件的元胞區(qū)耐壓層，通過(guò)P柱和N柱區(qū)的離子數(shù)目基本相等來(lái)保持電荷平衡，但是在結(jié)終端區(qū)，電場(chǎng)強(qiáng)度比元胞區(qū)小，使得P柱的受主離子無(wú)法完全電離，即P柱無(wú)法完全耗盡，并且由內(nèi)到外這種情況越來(lái)越嚴(yán)重，而傳統(tǒng)的超結(jié)器件結(jié)終端結(jié)構(gòu)不能很好地承受較高的擊穿電壓。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種大大減小了結(jié)終端區(qū)域的面積，進(jìn)而減小了整個(gè)器件的導(dǎo)通電阻的超結(jié)器件的非平衡結(jié)終端結(jié)構(gòu)。為解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案一種超結(jié)器件的非平衡結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特殊之處在于所述的結(jié)終端結(jié)構(gòu)的結(jié)終端區(qū)設(shè)置若干個(gè)摻雜濃度不同的均勻P柱，在P柱的掩膜板上設(shè)置有不連續(xù)的阻擋圖形。上述的阻擋圖形為直徑為0. 5^2um的圓形或正六邊形的規(guī)則幾何圖形，并且在P柱掩膜板上均勻排布。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型可以有效地改善結(jié)終端器件的擊穿電壓特性，并且具有較短的結(jié)終端長(zhǎng)度，使得器件的總體器件面積得到縮小，在相同的芯片面積上進(jìn)一步減小了器件導(dǎo)通電阻。

圖I是本實(shí)用新型的P柱掩膜板俯視示意圖；圖2是本實(shí)用新型的結(jié)終端結(jié)構(gòu)的P柱掩膜板示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型的結(jié)終端結(jié)構(gòu)形成了一種非平衡結(jié)構(gòu)，即結(jié)終端區(qū)的P柱摻雜濃度不再與元胞區(qū)的P柱摻雜濃度分布相同，而是根據(jù)各處的橫向電場(chǎng)分布情況利用橫向變摻雜方法進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整P柱有效離子注入面積，從而減小結(jié)終端區(qū)的P柱的離子注入的總量，由于多次外延多次注入工藝外延層形成以后進(jìn)行高溫長(zhǎng)時(shí)間的推結(jié)，使得P柱形成均勻的受主離子摻雜濃度降低的P柱。在超結(jié)器件將要達(dá)到擊穿電壓時(shí)，使得結(jié)終端區(qū)的P柱的受主離子完全電離，即P柱完全耗盡，電場(chǎng)分布較常規(guī)超結(jié)結(jié)終端更加均勻合理，從而可以用 更小的結(jié)終端面積來(lái)承受相同的擊穿電壓。參見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的P柱掩膜板的中間的條形區(qū)域?yàn)樵麉^(qū)，周?chē)沫h(huán)形區(qū)為結(jié)終端區(qū)，結(jié)終端區(qū)可以有五個(gè)或更多個(gè)P柱與表面的場(chǎng)板，場(chǎng)限環(huán)等結(jié)構(gòu)組成。參見(jiàn)圖2，在P柱掩膜板中形成不連續(xù)的阻擋圖形，通過(guò)不同的P柱的調(diào)整阻擋圖形的大小與數(shù)目，就可以有效地控制P柱的受主離子數(shù)目，最后通過(guò)高溫長(zhǎng)時(shí)間的推結(jié)形成均勻摻雜的P柱，其中的最左側(cè)的P柱與其表面附近的P_阱等結(jié)構(gòu)構(gòu)成主結(jié)，其P柱濃度與元胞區(qū)的濃度相同，第二到第五個(gè)P柱的版圖皆有均勻分布的不連續(xù)的阻擋圖形存在，其大小與數(shù)目取決于各個(gè)P柱的電場(chǎng)強(qiáng)度，并決定了 P柱離子注入的有效面積，通過(guò)調(diào)整這些數(shù)目可以有效地控制受主離子的數(shù)量，從而達(dá)到了得到受主離子濃度不同的P柱的目的。通過(guò)調(diào)整不同的P柱的阻擋圖形的大小與數(shù)目，決定了 P柱的有效離子注入面積，而在摻雜濃度相同的P柱的結(jié)終端結(jié)構(gòu)中，達(dá)到擊穿電壓時(shí)，各個(gè)P柱均有未耗盡區(qū)，在非平衡結(jié)終端結(jié)構(gòu)中阻擋圖形的大小和數(shù)目與上述摻雜濃度相同的P柱的結(jié)終端結(jié)構(gòu)中未耗盡區(qū)面積成正比。阻擋圖形為直徑為0. 5^2um的圓形或正六邊形的規(guī)則幾何圖形，并且在P柱掩膜板上均勻排布。
權(quán)利要求1.一種超結(jié)器件的非平衡結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的結(jié)終端結(jié)構(gòu)的結(jié)終端區(qū)設(shè)置若干個(gè)摻雜濃度不同的均勻P柱，在P柱的掩膜板上設(shè)置有不連續(xù)的阻擋圖形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種超結(jié)器件的非平衡結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的阻擋圖形為直徑為0. 5^2um的圓形或正六邊形的規(guī)則幾何圖形，并且在P柱掩膜板上均勻排布。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種超結(jié)器件的非平衡結(jié)終端結(jié)構(gòu)。在超結(jié)器件的元胞區(qū)耐壓層，通過(guò)P柱和N柱區(qū)的離子數(shù)目基本相等來(lái)保持電荷平衡，但是在結(jié)終端區(qū)，電場(chǎng)強(qiáng)度比元胞區(qū)小，使得P柱的受主離子無(wú)法完全電離，即P柱無(wú)法完全耗盡，并且由內(nèi)到外這種情況越來(lái)越嚴(yán)重，而傳統(tǒng)的超結(jié)器件結(jié)終端結(jié)構(gòu)不能很好地承受較高的擊穿電壓。本實(shí)用新型的結(jié)終端區(qū)設(shè)置若干個(gè)摻雜濃度不同的均勻P柱，在P柱的掩膜板上設(shè)置有不連續(xù)的阻擋圖形。本實(shí)用新型可以有效地改善結(jié)終端器件的擊穿電壓特性，并且具有較短的結(jié)終端長(zhǎng)度，使得器件的總體器件面積得到縮小，在相同的芯片面積上進(jìn)一步減小了器件導(dǎo)通電阻。
文檔編號(hào)H01L29/06GK202534650SQ20122001336
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月13日
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