采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)及制造方法，包括第一導(dǎo)電類型襯底，所述第一導(dǎo)電類型襯底的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)，所述第一導(dǎo)電類型襯底的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層；兩塊場板位于第一絕緣層的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板和金屬延伸場板，所述金屬場板的一端與多晶截止場板接觸相連。本發(fā)明使用多晶充當(dāng)截止場版，使用金屬充當(dāng)延伸場版，這樣電場截止的效果最好，同時避免了電場延伸所帶來的第一絕緣層擊穿，對第一絕緣層的厚度依賴比較小。
【專利說明】采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力電子【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)及制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電力電子器件的設(shè)計制造中，終端是不可或缺的一部分，它能夠在器件承受高電壓的時候使得器件內(nèi)部耗盡區(qū)變得平滑，從而讓器件承受更高的電壓。傳統(tǒng)的電力電子器件的終端通常為在低摻雜的沉底上通過注入和推進(jìn)，制備場限環(huán)；也有在場限環(huán)的上面向外側(cè)加上場板來實現(xiàn)電場的進(jìn)一步平滑。
[0003]相對于單獨的場限環(huán)結(jié)構(gòu)，場限環(huán)+場板的結(jié)構(gòu)能夠更好的平滑耗盡區(qū)，因此在相同承壓的終端設(shè)計上，場限環(huán)+場板的設(shè)計比單獨的場限環(huán)的設(shè)計需要的環(huán)的數(shù)目要少，同時場板能夠保護(hù)芯片的終端不被外界污染，因此具有更好的擊穿特性和器件穩(wěn)定性。
[0004]此外，在電力電子器件的制造過程中，活性區(qū)決定了器件的主要電學(xué)特性，終端雖然是必不可少的部分，但是僅僅影響器件的擊穿電壓和穩(wěn)定性，對器件的導(dǎo)通壓降和關(guān)斷時間沒有貢獻(xiàn)，因此終端在滿足器件所要求的承壓的基礎(chǔ)上，終端的面積越小越好。
[0005]總結(jié)器件以上兩種終端設(shè)計的問題，可以歸結(jié)為:
場板的結(jié)構(gòu)能夠保護(hù)器件終端免收污染，因此需要盡可能增加場板的面積；以及終端的面積需要盡可能的小，來增加活性區(qū)的面積。而增加場板的面積指的是在一定面積大小的終端前提下，增加場板覆蓋終端的比例，因為場板覆蓋終端的比例越大，終端暴露出來的比例就越小，這樣不暴露就是不容易被污染。
[0006]現(xiàn)有相關(guān)專利有:專利號為CN201010246809.4，申請日為2010-08-06，名稱為
“一種高壓功率半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)”的發(fā)明專利，其技術(shù)內(nèi)容為:本發(fā)明公開了一種高壓功率半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括若干個將功率半導(dǎo)體器件環(huán)繞、與襯底具有相反導(dǎo)電類型的場限環(huán)，在每個場限環(huán)單側(cè)或兩側(cè)設(shè)有與場限環(huán)導(dǎo)電類型相同，摻雜濃度小于場限環(huán)的摻雜區(qū)域，場限環(huán)上覆有場板，場限環(huán)與場板之間用二氧化硅層間隔。場板的材料可選自銅、鋁、多晶硅或摻氧多晶硅等。
[0007]再如專利號為CN201010246816.4，申請日為2010-08-06，名稱為“一種高壓功率半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)”的發(fā)明專利，其技術(shù)內(nèi)容為:本發(fā)明公開了一種高壓功率半導(dǎo)體器件的邊緣終端結(jié)構(gòu)，包括若干個將功率半導(dǎo)體器件環(huán)繞、與襯底具有相反導(dǎo)電類型的場限環(huán)，在場限環(huán)周圍設(shè)有與場限環(huán)導(dǎo)電類型相同，摻雜濃度小于場限環(huán)的摻雜區(qū)域，該摻雜區(qū)域?qū)鱿蕲h(huán)包裹，場限環(huán)上覆有場板，場限環(huán)與場板之間用二氧化硅層間隔。場板的材料可選自銅、鋁、多晶硅或摻氧多晶硅等。
[0008]其中CN201010246809.4和CN201010246816.4與本專利保護(hù)的對象相同，都是一種半導(dǎo)體器件本身的“終端結(jié)構(gòu)”，但是在終端結(jié)構(gòu)的設(shè)計和終端結(jié)構(gòu)的功能上，兩者是不同的，上述這兩個專利都是通過不同的場限環(huán)設(shè)計來減小場限環(huán)處的電場而使得擊穿電壓能夠增加，他們的場板與場限環(huán)之間是不相連的，場板沒有起到減小電場的作用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服現(xiàn)有的半導(dǎo)體芯片終端單元結(jié)構(gòu)存在的上述問題，現(xiàn)在特別提出采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)及制造方法，該設(shè)計擁有更大的場板覆蓋面積，能夠增加器件的穩(wěn)定性；并且采用了截止場板的設(shè)計，能夠進(jìn)一步減小終端的面積。
[0010]本發(fā)明的具體方案如下:
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括第一導(dǎo)電類型襯底，所述第一導(dǎo)電類型襯底的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)，所述第一導(dǎo)電類型襯底的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層；所述第一絕緣層上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層，所述第二絕緣層上設(shè)有金屬場板；所述金屬場板的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)接觸，所述金屬場板覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)的區(qū)域及其兩側(cè)；
所述兩塊場板位于第一絕緣層的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板和金屬延伸場板，所述金屬場板的一端與多晶截止場板接觸相連。
[0011]所述金屬場板與多晶截止場板相連的一端沿其外側(cè)方向、且向下方彎折。
[0012]所述金屬場板的另一端與金屬延伸場板平行設(shè)置。
[0013]所述多晶截止場板為多晶硅。
[0014]金屬延伸場板為Al、Al/S1、Al/Si/Cu、Ag、Au 或 Cu。
[0015]進(jìn)一步的，所述第二絕緣層位于場板的上面，覆蓋整個場板。
[0016]進(jìn)一步的，所述金屬場板位于第二絕緣層的上面，覆蓋整個第二導(dǎo)電類型場循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)相連。
[0017]進(jìn)一步的，所述金屬場板覆蓋整個或者部分場板的區(qū)域，在覆蓋場板的區(qū)域設(shè)有電極接觸孔；所述金屬場板的一端通過第二絕緣層上的電極接觸孔與多晶截止場板接觸相連。
[0018]進(jìn)一步的，所述第一導(dǎo)電類型襯底的第二主面處，依次設(shè)置有第一導(dǎo)電類型場截止層、第二導(dǎo)電類型集電極和背面金屬；所述第一導(dǎo)電類型場截止層和第二導(dǎo)電類型集電極位于第二主面下表面以內(nèi)，而背面金屬位于第二主面下表面之外。
[0019]進(jìn)一步的，第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底為硅襯底，第一導(dǎo)電類型襯底的第一主面為其正面，第一導(dǎo)電類型襯底的第二主面為其背面。
[0020]進(jìn)一步的，所述第二導(dǎo)電類型場限環(huán)的擴(kuò)散深度為Ium-1Oum ;所述第一絕緣層為二氧化娃層，厚度為0.5unT5um ;所述場板中的多晶截止場板寬度為O um?30um ;場板中的金屬延伸場板寬度為O um?50um。
[0021]采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)的制造方法，具體的制造工序為:
A.在第一導(dǎo)電類型襯底的第一主面上，用熱氧化、LPCVD或PECVD的方法生長第一絕緣層；
B.通過光刻、干法刻蝕對第一絕緣層進(jìn)行刻蝕，形成注入窗口區(qū)；
C.在窗口區(qū)中注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)，進(jìn)行退火、推阱處理，形成第二導(dǎo)電類型場限環(huán)；
D.在柵極絕緣層的上面用LPCVD或PECVD的方法，沉積多晶硅層； E.使用P0C13對多晶硅層進(jìn)行摻雜；
F.通過光刻、干法刻蝕對多晶硅柵極層進(jìn)行刻蝕，形成窗口區(qū)和多晶截止場板和金屬延伸場板；
G.通過LPCVD或PECVD沉積第二絕緣層，通過干法刻蝕，形成接觸孔；
1.在第一導(dǎo)電類型襯底的第一主面和第二主面上通過蒸發(fā)或者濺射制作金屬層，并通過光刻、濕法刻蝕形成金屬場板。
[0022]進(jìn)一步的，所述第二導(dǎo)電類型場限環(huán)摻雜濃度高于第一導(dǎo)電類型襯底的摻雜濃度；所述第二絕緣層為通過LPCVD或PECVD淀積的TEOS 二氧化硅、磷硅玻璃PSG、硼磷硅玻璃BPSG或氮化硅SiNx，以及它們的任意組合。
[0023]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
1、本申請的終端單元結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，且其制造工藝簡單，本申請著重于場板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本申請設(shè)計的場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)是相連的，多晶截止場板能夠壓縮電場，金屬延伸場板可以延伸電場，從而使電場從新分布，同樣實現(xiàn)了減小場限環(huán)電場的效果。本發(fā)明使用多晶充當(dāng)截止場版，使用金屬充當(dāng)延伸場版，這樣電場截止的效果最好，同時避免了電場延伸所帶來的第一絕緣層擊穿，對第一絕緣層的厚度依賴比較小。
[0024]2、本申請的引入了多晶截止場板，同時設(shè)置多晶截止場板和金屬延伸場板相對于傳統(tǒng)的場限環(huán)+場板的設(shè)計而言，在有限的面積下，增大了器件場板覆蓋的面積，并且能夠保證終端的寬度在很小范圍內(nèi)。
[0025]3、本申請的場板由于覆蓋終端的比例大，能夠起到保護(hù)終端不受污染的效果。
4、相比于傳統(tǒng)的場限環(huán)+場板終端結(jié)構(gòu)，本申請加入了多晶截止場板，在保持總體面積不變的基礎(chǔ)上，使得場板的覆蓋面積更大，減少了外界對終端的污染，使得器件的穩(wěn)定性得到提升。
[0026]5、本申請相比于傳統(tǒng)的場限環(huán)+場板終端結(jié)構(gòu)，本發(fā)明加入了多晶截止場板，使得整個終端的面積得到減小，這樣就相對擴(kuò)大了器件的活性區(qū)面積，使得器件的電學(xué)特性進(jìn)一步得到改善。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1為本申請整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2對應(yīng)工藝A。
[0029]圖3對應(yīng)工藝B、C。
[0030]圖4對應(yīng)工藝D、E。
[0031]圖5對應(yīng)工藝F。
[0032]圖6、7對應(yīng)工藝G。
[0033]圖8、9對應(yīng)工藝I。
[0034]附圖中110:第一導(dǎo)電類型襯底；120:第二導(dǎo)電類型場限環(huán)；130:第一絕緣層；141:多晶截止場板；142:金屬延伸場板；150:第二絕緣層；160:金屬場板。

【具體實施方式】
[0035]實施例1
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型襯底110，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層130 ;所述第一絕緣層130上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層150，所述第二絕緣層150上設(shè)有金屬場板160 ;所述金屬場板160的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120接觸，所述金屬場板160覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的區(qū)域及其兩側(cè)；所述兩塊場板位于第一絕緣層130的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板141和金屬延伸場板142,所述金屬場板160的一端與多晶截止場板141接觸相連。
[0036]這里的器件是指功率半導(dǎo)體器件，而活性區(qū)是指半導(dǎo)體器件上的活性區(qū)，半導(dǎo)體器件最外面為邊緣，往里為終端，再往里面即為活性區(qū)。
[0037]本申請的終端單元結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，且其制造工藝簡單，本申請著重于場板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本申請設(shè)計的場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120是相連的，多晶截止場板141能夠壓縮電場,金屬延伸場板142可以延伸電場,從而使電場從新分布，同樣實現(xiàn)了減小場限環(huán)電場的效果。
[0038]實施例2
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型襯底110，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層130 ;所述第一絕緣層130上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層150，所述第二絕緣層150上設(shè)有金屬場板160 ;所述金屬場板160的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120接觸，所述金屬場板160覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的區(qū)域及其兩側(cè)。
[0039]所述兩塊場板位于第一絕緣層130的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板141和金屬延伸場板142,所述金屬場板160的一端與多晶截止場板141接觸相連。
[0040]這里的器件是指功率半導(dǎo)體器件，而活性區(qū)是指半導(dǎo)體器件上的活性區(qū)，半導(dǎo)體器件最外面為邊緣，往里為終端，再往里面即為活性區(qū)。
[0041]所述金屬場板160與多晶截止場板141相連的一端沿外側(cè)方向、且向下方彎折。
[0042]所述金屬場板160的另一端與金屬延伸場板142平行設(shè)置。
[0043]所述多晶截止場板141為多晶硅。
[0044]金屬延伸場板142 為 Al、Al/S1、Al/Si/Cu、Ag、Au 或 Cu。
[0045]所述第二絕緣層150位于場板的上面，覆蓋整個場板。
[0046]所述金屬場板160位于第二絕緣層150的上面，覆蓋整個第二導(dǎo)電類型場循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場板160與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120相連。
[0047]所述金屬場板160覆蓋整個或者部分場板的區(qū)域，在覆蓋場板的區(qū)域設(shè)有電極接觸孔；所述金屬場板160的一端通過第二絕緣層150上的電極接觸孔與多晶截止場板141接觸相連。
[0048]所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面處，依次設(shè)置有第一導(dǎo)電類型場截止層、第二導(dǎo)電類型集電極和背面金屬；所述第一導(dǎo)電類型場截止層和第二導(dǎo)電類型集電極位于第二主面下表面以內(nèi)，而背面金屬位于第二主面下表面之外。
[0049]第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底110為硅襯底，第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面為其正面，第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面為其背面。
[0050]本申請的終端單元結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，且其制造工藝簡單，本申請著重于場板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本申請設(shè)計的場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120是相連的，多晶截止場板141能夠壓縮電場,金屬延伸場板142可以延伸電場,從而使電場從新分布，同樣實現(xiàn)了減小場限環(huán)電場的效果。
[0051]實施例3
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型襯底110，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層130 ;所述第一絕緣層130上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層150，所述第二絕緣層150上設(shè)有金屬場板160 ;所述金屬場板160的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120接觸，所述金屬場板160覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的區(qū)域及其兩側(cè)。
[0052]所述兩塊場板位于第一絕緣層130的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板141和金屬延伸場板142,所述金屬場板160的一端與多晶截止場板141接觸相連。
[0053]這里的器件是指功率半導(dǎo)體器件，而活性區(qū)是指半導(dǎo)體器件上的活性區(qū)，半導(dǎo)體器件最外面為邊緣，往里為終端，再往里面即為活性區(qū)。
[0054]所述金屬場板160與多晶截止場板141相連的一端沿外側(cè)方向、且向下方彎折。
[0055]所述金屬場板160的另一端與金屬延伸場板142平行設(shè)置。
[0056]所述多晶截止場板141為多晶硅。
[0057]金屬延伸場板142 為 Al、Al/S1、Al/Si/Cu、Ag、Au 或 Cu。
[0058]所述第二絕緣層150位于場板的上面，覆蓋整個場板。
[0059]所述金屬場板160位于第二絕緣層150的上面，覆蓋整個第二導(dǎo)電類型場循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場板160與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120相連。
[0060]所述金屬場板160覆蓋整個或者部分場板的區(qū)域，在覆蓋場板的區(qū)域設(shè)有電極接觸孔；所述金屬場板160的一端通過第二絕緣層150上的電極接觸孔與多晶截止場板141接觸相連。
[0061]所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面處，依次設(shè)置有第一導(dǎo)電類型場截止層、第二導(dǎo)電類型集電極和背面金屬；所述第一導(dǎo)電類型場截止層和第二導(dǎo)電類型集電極位于第二主面下表面以內(nèi)，而背面金屬位于第二主面下表面之外。
[0062]第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底110為硅襯底，第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面為其正面，第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面為其背面。
[0063]本申請的終端單元結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，且其制造工藝簡單，本申請著重于場板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本申請設(shè)計的場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120是相連的，多晶截止場板141能夠壓縮電場,金屬延伸場板142可以延伸電場,從而使電場從新分布，同樣實現(xiàn)了減小場限環(huán)電場的效果。
[0064]第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的擴(kuò)散深度為Ium-1Oum ;所述第一絕緣層130為二氧化娃層，厚度為0.5unT5um ;所述場板中的多晶截止場板141寬度為O um?30um ;場板中的金屬延伸場板142寬度為O um?50um。
[0065]實施例4
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型襯底110，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層130 ;所述第一絕緣層130上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層150，所述第二絕緣層150上設(shè)有金屬場板160 ;所述金屬場板160的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120接觸，所述金屬場板160覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的區(qū)域及其兩側(cè)。
[0066]所述兩塊場板位于第一絕緣層130的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板141和金屬延伸場板142,所述金屬場板160的一端與多晶截止場板141接觸相連。
[0067]這里的器件是指功率半導(dǎo)體器件，而活性區(qū)是指半導(dǎo)體器件上的活性區(qū)，半導(dǎo)體器件最外面為邊緣，往里為終端，再往里面即為活性區(qū)。
[0068]所述金屬場板160與多晶截止場板141相連的一端沿外側(cè)方向、且向下方彎折。
[0069]所述金屬場板160的另一端與金屬延伸場板142平行設(shè)置。
[0070]所述多晶截止場板141為多晶硅。
[0071]金屬延伸場板142 為 Al、Al/S1、Al/Si/Cu、Ag、Au 或 Cu。
[0072]所述第二絕緣層150位于場板的上面，覆蓋整個場板。
[0073]所述金屬場板160位于第二絕緣層150的上面，覆蓋整個第二導(dǎo)電類型場循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場板160與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120相連。
[0074]所述金屬場板160覆蓋整個或者部分場板的區(qū)域，在覆蓋場板的區(qū)域設(shè)有電極接觸孔；所述金屬場板160的一端通過第二絕緣層150上的電極接觸孔與多晶截止場板141接觸相連。
[0075]所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面處，依次設(shè)置有第一導(dǎo)電類型場截止層、第二導(dǎo)電類型集電極和背面金屬；所述第一導(dǎo)電類型場截止層和第二導(dǎo)電類型集電極位于第二主面下表面以內(nèi)，而背面金屬位于第二主面下表面之外。
[0076]第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底110為硅襯底，第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面為其正面，第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面為其背面。
[0077]本申請的終端單元結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，且其制造工藝簡單，本申請著重于場板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本申請設(shè)計的場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120是相連的，多晶截止場板141能夠壓縮電場,金屬延伸場板142可以延伸電場,從而使電場從新分布，同樣實現(xiàn)了減小場限環(huán)電場的效果。
[0078]第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的擴(kuò)散深度為1um ;所述第一絕緣層130為二氧化硅層，厚度為0.5um ;所述場板中的多晶截止場板141寬度為30um ;場板中的金屬延伸場板142寬度為50um。
[0079]實施例5
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型襯底110，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層130 ;所述第一絕緣層130上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層150，所述第二絕緣層150上設(shè)有金屬場板160 ;所述金屬場板160的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120接觸，所述金屬場板160覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的區(qū)域及其兩側(cè)。
[0080]所述兩塊場板位于第一絕緣層130的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板141和金屬延伸場板142,所述金屬場板160的一端與多晶截止場板141接觸相連。
[0081]這里的器件是指功率半導(dǎo)體器件，而活性區(qū)是指半導(dǎo)體器件上的活性區(qū)，半導(dǎo)體器件最外面為邊緣，往里為終端，再往里面即為活性區(qū)。
[0082]所述金屬場板160與多晶截止場板141相連的一端沿外側(cè)方向、且向下方彎折。
[0083]所述金屬場板160的另一端與金屬延伸場板142平行設(shè)置。
[0084]所述多晶截止場板141為多晶硅。
[0085]金屬延伸場板142 為 Al、Al/S1、Al/Si/Cu、Ag、Au 或 Cu。
[0086]所述第二絕緣層150位于場板的上面，覆蓋整個場板。
[0087]所述金屬場板160位于第二絕緣層150的上面，覆蓋整個第二導(dǎo)電類型場循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場板160與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120相連。
[0088]所述金屬場板160覆蓋整個或者部分場板的區(qū)域，在覆蓋場板的區(qū)域設(shè)有電極接觸孔；所述金屬場板160的一端通過第二絕緣層150上的電極接觸孔與多晶截止場板141接觸相連。
[0089]所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面處，依次設(shè)置有第一導(dǎo)電類型場截止層、第二導(dǎo)電類型集電極和背面金屬；所述第一導(dǎo)電類型場截止層和第二導(dǎo)電類型集電極位于第二主面下表面以內(nèi)，而背面金屬位于第二主面下表面之外。
[0090]第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底110為硅襯底，第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面為其正面，第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面為其背面。
[0091]本申請的終端單元結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，且其制造工藝簡單，本申請著重于場板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本申請設(shè)計的場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120是相連的，多晶截止場板141能夠壓縮電場,金屬延伸場板142可以延伸電場,從而使電場從新分布，同樣實現(xiàn)了減小場限環(huán)電場的效果。
[0092]第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的擴(kuò)散深度為Ium ;所述第一絕緣層130為二氧化硅層，厚度為5um ;所述場板中的多晶截止場板141寬度為1um ;場板中的金屬延伸場板142寬度為 20um。
[0093]實施例6
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型襯底110，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層130 ;所述第一絕緣層130上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層150，所述第二絕緣層150上設(shè)有金屬場板160 ;所述金屬場板160的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120接觸，所述金屬場板160覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的區(qū)域及其兩側(cè)。
[0094]所述兩塊場板位于第一絕緣層130的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板141和金屬延伸場板142,所述金屬場板160的一端與多晶截止場板141接觸相連。
[0095]這里的器件是指功率半導(dǎo)體器件，而活性區(qū)是指半導(dǎo)體器件上的活性區(qū)，半導(dǎo)體器件最外面為邊緣，往里為終端，再往里面即為活性區(qū)。
[0096]所述金屬場板160與多晶截止場板141相連的一端沿外側(cè)方向、且向下方彎折。
[0097]所述金屬場板160的另一端與金屬延伸場板142平行設(shè)置。
[0098]所述多晶截止場板141為多晶硅。
[0099]金屬延伸場板142 為 Al、Al/S1、Al/Si/Cu、Ag、Au 或 Cu。
[0100]所述第二絕緣層150位于場板的上面，覆蓋整個場板。
[0101]所述金屬場板160位于第二絕緣層150的上面，覆蓋整個第二導(dǎo)電類型場循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場板160與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120相連。
[0102]所述金屬場板160覆蓋整個或者部分場板的區(qū)域，在覆蓋場板的區(qū)域設(shè)有電極接觸孔；所述金屬場板160的一端通過第二絕緣層150上的電極接觸孔與多晶截止場板141接觸相連。
[0103]所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面處，依次設(shè)置有第一導(dǎo)電類型場截止層、第二導(dǎo)電類型集電極和背面金屬；所述第一導(dǎo)電類型場截止層和第二導(dǎo)電類型集電極位于第二主面下表面以內(nèi)，而背面金屬位于第二主面下表面之外。
[0104]第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底110為硅襯底，第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面為其正面，第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面為其背面。
[0105]本申請的終端單元結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，且其制造工藝簡單，本申請著重于場板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本申請設(shè)計的場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120是相連的，多晶截止場板141能夠壓縮電場,金屬延伸場板142可以延伸電場,從而使電場從新分布，同樣實現(xiàn)了減小場限環(huán)電場的效果。
[0106]第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的擴(kuò)散深度為4um ;所述第一絕緣層130為二氧化硅層，厚度為3.1um ;所述場板中的多晶截止場板141寬度為20um ;場板中的金屬延伸場板142寬度為35um。
[0107]實施例7
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)的制造方法，具體的制造工序為:
A.在第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面上，用熱氧化、LPCVD或PECVD的方法生長第一絕緣層130 ；
B.通過光刻、干法刻蝕對第一絕緣層130進(jìn)行刻蝕，形成注入窗口區(qū)；
C.在窗口區(qū)中注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)，進(jìn)行退火、推阱處理，形成第二導(dǎo)電類型場限環(huán) 120 ；
D.在柵極絕緣層的上面用LPCVD或PECVD的方法，沉積多晶硅層； E.使用P0C13對多晶硅層進(jìn)行摻雜；
F.通過光刻、干法刻蝕對多晶硅柵極層進(jìn)行刻蝕，形成窗口區(qū)和多晶截止場板141和金屬延伸場板142 ；
G.通過LPCVD或PECVD沉積第二絕緣層150，通過干法刻蝕，形成接觸孔；
1.在第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面和第二主面上通過蒸發(fā)或者濺射制作金屬層，并通過光刻、濕法刻蝕形成金屬場板160。
[0108]所述第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120摻雜濃度高于第一導(dǎo)電類型襯底110的摻雜濃度；所述第二絕緣層150為通過LPCVD或PECVD淀積的TEOS 二氧化硅、磷硅玻璃PSG、硼磷硅玻璃BPSG或氮化硅SiNx，以及它們的任意組合。
[0109]實施例8
采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電類型襯底110，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120，所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層130 ;所述第一絕緣層130上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層150，所述第二絕緣層150上設(shè)有金屬場板160 ;所述金屬場板160的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120接觸，所述金屬場板160覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的區(qū)域及其兩側(cè)。
[0110]所述兩塊場板位于第一絕緣層130的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板141和金屬延伸場板142,所述金屬場板160的一端與多晶截止場板141接觸相連。
[0111]這里的器件是指功率半導(dǎo)體器件，而活性區(qū)是指半導(dǎo)體器件上的活性區(qū)，半導(dǎo)體器件最外面為邊緣，往里為終端，再往里面即為活性區(qū)。
[0112]所述金屬場板160與多晶截止場板141相連的一端沿外側(cè)方向、且向下方彎折。
[0113]所述金屬場板160的另一端與金屬延伸場板142平行設(shè)置。
[0114]所述多晶截止場板141為多晶硅。
[0115]金屬延伸場板142 為 Al、Al/S1、Al/Si/Cu、Ag、Au 或 Cu。
[0116]所述第二絕緣層150位于場板的上面，覆蓋整個場板。
[0117]所述金屬場板160位于第二絕緣層150的上面，覆蓋整個第二導(dǎo)電類型場循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場板160與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120相連。
[0118]所述金屬場板160覆蓋整個或者部分場板的區(qū)域，在覆蓋場板的區(qū)域設(shè)有電極接觸孔；所述金屬場板160的一端通過第二絕緣層150上的電極接觸孔與多晶截止場板141接觸相連。
[0119]所述第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面處，依次設(shè)置有第一導(dǎo)電類型場截止層、第二導(dǎo)電類型集電極和背面金屬；所述第一導(dǎo)電類型場截止層和第二導(dǎo)電類型集電極位于第二主面下表面以內(nèi)，而背面金屬位于第二主面下表面之外。
[0120]第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底110為硅襯底，第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面為其正面，第一導(dǎo)電類型襯底110的第二主面為其背面。
[0121]本申請的終端單元結(jié)構(gòu)設(shè)計新穎，現(xiàn)有技術(shù)中沒有出現(xiàn)過類似結(jié)構(gòu)，且其制造工藝簡單，本申請著重于場板的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，本申請設(shè)計的場板與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120是相連的，多晶截止場板141能夠壓縮電場,金屬延伸場板142可以延伸電場,從而使電場從新分布，同樣實現(xiàn)了減小場限環(huán)電場的效果。
[0122]第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120的擴(kuò)散深度為Ium-1Oum ;所述第一絕緣層130為二氧化娃層，厚度為0.5unT5um ;所述場板中的多晶截止場板141寬度為O um?30um ;場板中的金屬延伸場板142寬度為O um?50um。
[0123]采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)的制造方法，具體的制造工序為:
A.在第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面上，用熱氧化、LPCVD或PECVD的方法生長第一絕緣層130 ；
B.通過光刻、干法刻蝕對第一絕緣層130進(jìn)行刻蝕，形成注入窗口區(qū)；
C.在窗口區(qū)中注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)，進(jìn)行退火、推阱處理，形成第二導(dǎo)電類型場限環(huán) 120 ；
D.在柵極絕緣層的上面用LPCVD或PECVD的方法，沉積多晶硅層；
E.使用P0C13對多晶硅層進(jìn)行摻雜；
F.通過光刻、干法刻蝕對多晶硅柵極層進(jìn)行刻蝕，形成窗口區(qū)和多晶截止場板141和金屬延伸場板142 ；
G.通過LPCVD或PECVD沉積第二絕緣層150，通過干法刻蝕，形成接觸孔；
1.在第一導(dǎo)電類型襯底110的第一主面和第二主面上通過蒸發(fā)或者濺射制作金屬層，并通過光刻、濕法刻蝕形成金屬場板160。
[0124]進(jìn)一步的，所述第二導(dǎo)電類型場限環(huán)120摻雜濃度高于第一導(dǎo)電類型襯底110的摻雜濃度；所述第二絕緣層150為通過LPCVD或PECVD淀積的TEOS 二氧化硅、磷硅玻璃PSG、硼磷硅玻璃BPSG或氮化硅SiNx，以及它們的任意組合。
【權(quán)利要求】
1.采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括第一導(dǎo)電類型襯底(110)，所述第一導(dǎo)電類型襯底(110)的第一主面內(nèi)設(shè)有第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)，所述第一導(dǎo)電類型襯底(110)的第一主平面上，設(shè)有第一絕緣層(130);所述第一絕緣層(130)上、且位于第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)的兩側(cè)各設(shè)有一塊場板；所述兩塊場板上設(shè)有第二絕緣層(150)，所述第二絕緣層(150)上設(shè)有金屬場板(160);所述金屬場板(160)的底部與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)接觸，所述金屬場板(160)覆蓋第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)的區(qū)域及其兩側(cè)； 所述兩塊場板位于第一絕緣層(130)的上面、且覆蓋在第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)的兩側(cè)，所述場板包括多晶截止場板(141)和金屬延伸場板(142),所述金屬場板(160)的一端與多晶截止場板(141)接觸相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬場板(160)與多晶截止場板(141)相連的一端沿外側(cè)方向、且向下方彎折。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬場板(160)的另一端與金屬延伸場板(142)平行設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:金屬延伸場板(142)為 Al、Al/S1、Al/Si/Cu、Ag、Au 或 Cu。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二絕緣層(150)位于場板的上面，覆蓋整個場板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬場板(160)位于第二絕緣層(150)的上面，覆蓋整個第二導(dǎo)電類型場循環(huán)的區(qū)域，所述金屬場板(160)與第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述金屬場板(160)覆蓋整個或者部分場板的區(qū)域，在覆蓋場板的區(qū)域設(shè)有電極接觸孔，所述金屬場板(160)的一端通過第二絕緣層(150)上的電極接觸孔與多晶截止場板(141)接觸相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)其特征在于:所述第一導(dǎo)電類型襯底(110)的第二主面處，依次設(shè)置有第一導(dǎo)電類型場截止層、第二導(dǎo)電類型集電極和背面金屬；所述第一導(dǎo)電類型場截止層和第二導(dǎo)電類型集電極位于第二主面下表面以內(nèi)，而背面金屬位于第二主面下表面之外；第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型，所述第一導(dǎo)電類型襯底(I 10)為娃襯底，第一導(dǎo)電類型襯底(I 10)的第一主面為其正面，第一導(dǎo)電類型襯底(110)的第二主面為其背面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)的擴(kuò)散深度為Ium-1Oum ;所述第一絕緣層(130)為二氧化娃層，厚度為0.5unT5um ;所述場板中的多晶截止場板(141)寬度為O um?30um;場板中的金屬延伸場板(142)寬度為O um?50um。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:采用金屬延伸、多晶截止場板的終端單元結(jié)構(gòu)的制造方法，具體的制造工序為: A.在第一導(dǎo)電類型襯底(110)的第一主面上，用熱氧化、LPCVD或PECVD的方法生長第一絕緣層(130)； B.通過光刻、干法刻蝕對第一絕緣層(130)進(jìn)行刻蝕，形成注入窗口區(qū)； C.在窗口區(qū)中注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)，進(jìn)行退火、推阱處理，形成第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)； D.在柵極絕緣層的上面用LPCVD或PECVD的方法，沉積多晶硅層； E.使用POC13對多晶硅層進(jìn)行摻雜； F.通過光刻、干法刻蝕對多晶硅柵極層進(jìn)行刻蝕，形成窗口區(qū)和多晶截止場板(141)和金屬延伸場板(142)； G.通過LPCVD或PECVD沉積第二絕緣層(150)，通過干法刻蝕，形成接觸孔；. 1.在第一導(dǎo)電類型襯底(110)的第一主面和第二主面上通過蒸發(fā)或者濺射制作金屬層，并通過光刻、濕法刻蝕形成金屬場板(160)； 所述第二導(dǎo)電類型場限環(huán)(120)摻雜濃度高于第一導(dǎo)電類型襯底(110)的摻雜濃度；所述第二絕緣層(150)為通過LPCVD或PECVD淀積的TEOS 二氧化硅、磷硅玻璃PSG、硼磷硅玻璃BPSG或氮化硅SiNx，以及它們的任意組合。
【文檔編號】H01L21/336GK104332491SQ201410614947
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】張世勇, 王思亮, 胡強(qiáng) 申請人:中國東方電氣集團(tuán)有限公司