本发明专利技术提供一种横向高压功率器件的结终端结构，包括直线结终端结构和曲率结终端结构；曲率结终端结构包括漏极N+接触区、N型漂移区、P型衬底、栅极多晶硅、栅氧化层、P‑well区、源极P+接触区；曲率结终端结构中的N+接触区、栅极多晶硅、栅氧化层、分别与直线结终端结构中的N+接触区、栅极多晶硅、栅氧化层相连并形成环形结构，N型漂移区由内边界向外边界分成21、22….2NN个子区域，漏极N+接触区包围子区域21、22….2N，由于本发明专利技术的结构曲率结终端部分的N型漂移区与P型衬底交界处的N型掺杂浓度相比传统结构要降低许多，所以P型衬底能更有效的耗尽N型漂移区，所以器件的耐压得到更好优化。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于半导体
，具体的说涉及一种横向高压功率器件的结终端结构。
技术介绍
高压功率集成电路的发展离不开可集成的横向高压功率半导体器件。横向高压功率半导体器件通常为闭合结构，包括圆形、跑道型和叉指状等结构。对于传统叉指状结构曲率终端区的衬底浓度很低，而漂移区的浓度相对较高，因此衬底无法充分辅助耗尽漂移区，这对器件得到高的击穿电压有一定的影响。公开号为CN102244092A的中国专利公开了一种横向高压功率器件的结终端结构，图1所示为器件的版图结构，器件终端结构包括漏极N+接触区、N型漂移区、P型衬底、栅极多晶硅、栅氧化层、P-well区、源极N+、源极P+。器件结构分为两部分，包括直线结终端结构和曲率结终端结构。直线结终端结构中，P-well区与N型漂移区相连，当漏极施加高电压时，P-well区与N型漂移区所构成的PN结冶金结面开始耗尽，轻掺杂N型漂移区的耗尽区将主要承担耐压，电场峰值出现在P-well区与N型漂移区所构成的PN结冶金结面。为解决高掺杂P-well区与轻掺杂N型漂移区所构成的PN结曲率冶金结面的电力线高度集中，造成器件提前发生雪崩击穿的问题，该专利采用了如图1所示的曲率结终端结构，高掺杂P-well区与轻掺杂P型衬底相连，轻掺杂P型衬底与轻掺杂N型漂移区相连，高掺杂P-well区与轻掺杂N型漂移区的距离为LP。当器件漏极加高压时，器件源极指尖曲率部分轻掺杂P型衬底与轻掺杂N型漂移区相连，代替了高掺杂P-well区与轻掺杂N型漂移区所构成的PN结冶金结面，轻掺杂P型衬底为耗尽区增加附加电荷，既有效降低了由于高掺杂P-well区处的高电场峰值，又与N型漂移区引入新的电场峰值。由于P型衬底和N型漂移区都是轻掺杂，所以在同等偏置电压条件下，冶金结处电场峰值降低。又由于器件指尖曲率部分高掺杂P-well区与轻掺杂P型衬底的接触增大了P型曲率终端处的半径，缓解了电场线的过度集中，避免器件在源极指尖曲率部分的提前击穿，提高器件指尖曲率部分的击穿电压。同时，该专利所提出的结终端结构还应用在纵向超结结构器件中。图1为器件XY平面的结构示意图，由于曲率结终端部分N型漂移区的掺杂浓度相对P型衬底部分较高，P型衬底无法充分耗尽N型漂移区，在交界处引入较高的电场，导致P型衬底和N型漂移区构成的PN结提前击穿，因此器件的耐压不是最优化，可靠性也降低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的，就是针对上述传统器件曲率终端结构部分高掺杂浓度的漂移区的N型杂质无法充分的被低掺杂浓度的衬底P型杂质充分耗尽而产生的漂移区与衬底交界处电荷不平衡影响耐压和可靠性的问题，提出一种横向高压功率器件的结终端结构。为实现上述专利技术目的，本专利技术技术方案如下：一种横向高压功率器件的结终端结构，包括直线结终端结构和曲率结终端结构；所述曲率结终端结构包括漏极N+接触区、N型漂移区、P型衬底、栅极多晶硅、栅氧化层、P-well区、源极P+接触区，N型漂移区由内边界向外边界分成21、22….2N N个子区域，相邻子区域之间填充P型衬底，N型漂移区和P型衬底包括底部的方型区域和顶部的半圆区域，P-well区表面上方是栅氧化层，栅氧化层的表面上方是栅极多晶硅；曲率结终端结构中的漏极N+接触区、栅极多晶硅、栅氧化层分别与直线结终端结构中的漏极N+接触区、栅极多晶硅、栅氧化层相连，而子区域21、22….2N都和直线结终端结构中N型漂移区2b相连；其中，曲率结终端结构中的漏极N+接触区包围子区域21、22….2N，N型漂移区2内有环形栅极多晶硅和环形栅氧化层；曲率结终端结构中的P-well区与子区域21、22….2N不相连且P-well区距离子区域21的内边界的距离为LP，子区域21、22….2N的宽度分别为d1、d2….dN，相邻子区域之间的距离分别为S1、S2….SN-1，Ld为器件的漂移区长度，其中，d1、d2….dN以及S1、S2….SN-1的取值均在0到Ld-Lp之间，且在直线结终端结构和曲率结终端结构相连部分，子区域21、22….2N内壁向中间延伸至与直接结终端结构中N型漂移区2b内边界连接，且曲率结终端结构的N型漂移区子区域21、22….2N包围了曲率结终端结构的P型衬底，相对传统结构曲率结终端结构的N型漂移区采用完整的一环来包围P型衬底，本专利技术的曲率结终端结构采用宽度由里向外渐变的N环N型漂移区子区域21、22….2N来包围P型衬底。在实际工艺中N型漂移区子区域21、22….2N是通过离子注入和退火推结后形成的，退火推结后，N型漂移区子区域21、22….2N会横向扩散，由于N型漂移区子区域21、22….2N的掺杂浓度很高会补偿掉他们之间P型衬底，形成一个完整的N型漂移区2a，这个N型漂移区的掺杂浓度是从里往外越来越高的线性掺杂，所以曲率结终端结构的N型漂移区与P型衬底交界处的浓度相比传统结构要低，因此曲率结终端结构的N型漂移区与P型衬底交界处P型杂质更好耗尽N型杂质，电荷不平衡得到改善，器件的耐压也的到改善。通过调整N型漂移区子区域21、22….2N的注入剂量、窗口宽度以及退火时间，通过退火推结后可以得到不同坡度的线性变掺杂分布，选择合适的注入剂量和窗口宽度可以获得高的击穿电压。在上述方案中，应当理解的是，宽度由里向外渐变的N环N型漂移区子区域21、22….2N只在曲率结终端结构中存在，在直线结终端结构中是与传统结构相同的N型漂移区2b，内边界的含义是指N型漂移区靠近P型衬底的一侧。作为优选方式，直线结终端结构为single RESURF的结构、double RESURF，triple RESURF结构其中的一种。作为优选方式，所述直线结终端结构，包括：漏极N+接触区、N型漂移区2b、P型衬底、栅极多晶硅、栅氧化层、P-well区、源极N+接触区、源极P+接触区；P-well区与N型漂移区2b位于P型衬底的上层，其中P-well区位于中间，两边是N型漂移区2b，且P-well区与N型漂移区2b相连；N型漂移区2b中远离P-well区的两侧是漏极N+接触区，P-well区的表面具有与金属化源极相连的源极N+接触区和源极P+接触区，其中源极P+接触区位于中间，源极N+接触区位于源极P+接触区两侧；源极N+接触区与N型漂移区2b之间的P-well区表面的上方是栅氧化层，栅氧化层的表面的上方是栅极多晶硅，Ld为器件的漂移区长度。作为优选方式，子区域21、22….2N退火推结后形成一个完整N型漂移区2a。作为优选方式，子区域21、22….2N的宽度从d1到dN依次递增。作为优选方式，子区域21、22….2N之间的距离从S1到SN-1依次递减。作为优选方式，每个子区域21、22….2N的离子注入的剂量完全相同。作为优选方式，直线结终端结构中的N型漂移区2b沿X轴分成多段。作为优选方式，结终端结构的半导体材料为硅或碳化硅。本专利技术的有益效果为：由于N型漂移区2a的掺杂浓度要远高于P型衬底的掺杂浓度，N型漂移区每个子区域21、22….2N会把它们之间P型衬底补偿掉，最后N型漂移区每个子区域21、22….2N会连在一起形成一个完整的N型漂移区2a，这个结终端结构的N型漂移区2a掺杂分布是由内向外浓度越来越高的分布，与传统结终端结构的N型漂移区均匀的掺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种横向高压功率器件的结终端结构，其特征在于：包括直线结终端结构和曲率结终端结构；所述曲率结终端结构包括漏极N+接触区(1)、N型漂移区(2)、P型衬底(3)、栅极多晶硅(4)、栅氧化层(5)、P‑well区(6)、源极P+接触区(8)，N型漂移区(2)由内边界向外边界分成(21、22....2N)N个子区域，相邻子区域之间填充P型衬底(3)，N型漂移区(2)和P型衬底(3)包括底部的方型区域和顶部的半圆区域，P‑well区(6)表面上方是栅氧化层(5)，栅氧化层(5)的表面上方是栅极多晶硅(4)；曲率结终端结构中的漏极N+接触区(1)、栅极多晶硅(4)、栅氧化层(5)分别与直线结终端结构中的漏极N+接触区(1)、栅极多晶硅(4)、栅氧化层(5)相连，而子区域(21、22....2N)都和直线结终端结构中N型漂移区(2b)相连；其中，曲率结终端结构中的漏极N+接触区(1)包围子区域(21、22....2N)，N型漂移区(2)内有环形栅极多晶硅(4)和环形栅氧化层(5)；曲率结终端结构中的P‑well区(6)与子区域(21、22....2N)不相连且P‑well区(6)距离子区域(21)的内边界的距离为LP，子区域(21、22....2N)的宽度分别为d1、d2....dN，相邻子区域之间的距离分别为S1、S2....SN‑1，Ld为器件的漂移区长度，其中，d1、d2....dN以及S1、S2....SN‑1的取值均在0到Ld‑Lp之间，且...
【技术特征摘要】
1.一种横向高压功率器件的结终端结构，其特征在于：包括直线结终端结构和曲率结终端结构；所述曲率结终端结构包括漏极N+接触区(1)、N型漂移区(2)、P型衬底(3)、栅极多晶硅(4)、栅氧化层(5)、P-well区(6)、源极P+接触区(8)，N型漂移区(2)由内边界向外边界分成(21、22....2N)N个子区域，相邻子区域之间填充P型衬底(3)，N型漂移区(2)和P型衬底(3)包括底部的方型区域和顶部的半圆区域，P-well区(6)表面上方是栅氧化层(5)，栅氧化层(5)的表面上方是栅极多晶硅(4)；曲率结终端结构中的漏极N+接触区(1)、栅极多晶硅(4)、栅氧化层(5)分别与直线结终端结构中的漏极N+接触区(1)、栅极多晶硅(4)、栅氧化层(5)相连，而子区域(21、22....2N)都和直线结终端结构中N型漂移区(2b)相连；其中，曲率结终端结构中的漏极N+接触区(1)包围子区域(21、22....2N)，N型漂移区(2)内有环形栅极多晶硅(4)和环形栅氧化层(5)；曲率结终端结构中的P-well区(6)与子区域(21、22....2N)不相连且P-well区(6)距离子区域(21)的内边界的距离为LP，子区域(21、22....2N)的宽度分别为d1、d2....dN，相邻子区域之间的距离分别为S1、S2....SN-1，Ld为器件的漂移区长度，其中，d1、d2....dN以及S1、S2....SN-1的取值均在0到Ld-Lp之间，且2.根据权利要求1所述的横向高压功率器件的结终端结构，其特征在于：直线结终端结构为single RESURF的结构、double RESURF，triple RESURF结构其中的一种。3.根据权利要求2所述的横向高压功率器件的结终端结构，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔明，李成州，于亮亮，肖倩倩，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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