一种横向变掺杂-结终端延伸复合终端结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种横向变掺杂‑结终端延伸复合终端结构，以GCT为例，终端区和有源区有共同的n‑衬底及其下方的n型FS层、p+阳极区及阳极电极；在有源区主结的外侧，依次设置有一个电阻区、一个横向变掺杂区和一个结终端延伸区，且该横向变掺杂区与结终端延伸区相互交叠，终端区表面覆盖有两层钝化膜；该电阻区将主结和该复合终端区连接为一体。本发明专利技术还公开了该种横向变掺杂‑结终端延伸复合终端结构的制造方法。本发明专利技术的复合终端结构，不仅可获得约91％的耐压效率，高温漏电流小、终端稳定性高，而且制作工艺与有源区完全兼容，不会增加器件制备过程中的工艺难度和成本，不论是方形芯片还是圆形芯片的深结器件均适用。

【技术实现步骤摘要】
一种横向变掺杂-结终端延伸复合终端结构及其制造方法
本专利技术属于电力半导体器件
，涉及一种横向变掺杂-结终端延伸复合终端结构，本专利技术还涉及该横向变掺杂-结终端延伸复合终端结构的制造方法。
技术介绍
结终端技术是电力半导体器件制造中必须解决的一个关键问题，所用终端结构会直接影响器件的耐压及其稳定性。对高压器件，如晶闸管、门极可关断晶闸管(GTO)及门换流晶闸管(GCT)等，其p基区较深，为了提高终端击穿电压，通常采用机械磨角及腐蚀形成台面终端结构，制作工艺比较成熟，但其耐压效率仅有80％，且终端区面积大，高温漏电流也较大。此外，晶闸管还可以采用平面终端结构，如横向变掺杂(VLD)，是在渐变窗口的掩蔽下通过铝掺杂形成。但是，由于铝扩散系数大，即使采用较低的掺杂剂量和很小的窗口，高温推进后在渐变掺杂区末端仍会形成较深pn结，使pn结末端处的曲率较大，峰值电场仍出现在器件表面，导致器件终端击穿电压下降；同时，由于横向变掺杂区末端的浓度较低，钝化膜中的电荷容易使器件表面反型，导致器件终端漏电流增加。因此，现有的终端技术限制了高压大功率器件的开发。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种横向变掺杂‑结终端延伸复合终端结构，其特征在于：将芯片的中央区域作为有源区，有源区外围区域作为终端区，有源区和终端区共同的n‑衬底下表面设置有n型FS层，在n型FS层下表面设置有p+阳极区，p+阳极区设置有阳极电极；在有源区的n‑基区中设置有多个并联单元，每个单元内与n‑基区相邻的是p基区，p基区上表面为p+基区，p+基区中央设置有一个n+阴极区，每个n+阴极区上设置有阴极电极；p+基区上方设置有门极电极，并且整个门极电极环绕在n+阴极区的周围；在有源区主结的外侧，依次设置有一个电阻区、一个横向变掺杂区和一个结终端延伸区，且该横向变掺杂区与结终端延伸区相互交叠，共同组成复合的终端区，终...

【技术特征摘要】
1.一种横向变掺杂-结终端延伸复合终端结构，其特征在于：将芯片的中央区域作为有源区，有源区外围区域作为终端区，有源区和终端区共同的n-衬底下表面设置有n型FS层，在n型FS层下表面设置有p+阳极区，p+阳极区设置有阳极电极；在有源区的n-基区中设置有多个并联单元，每个单元内与n-基区相邻的是p基区，p基区上表面为p+基区，p+基区中央设置有一个n+阴极区，每个n+阴极区上设置有阴极电极；p+基区上方设置有门极电极，并且整个门极电极环绕在n+阴极区的周围；在有源区主结的外侧，依次设置有一个电阻区、一个横向变掺杂区和一个结终端延伸区，且该横向变掺杂区与结终端延伸区相互交叠，共同组成复合的终端区，终端区表面覆盖有两层钝化膜；该电阻区将主结和该复合终端区连接为一体。2.根据权利要求1所述的横向变掺杂-结终端延伸复合终端结构，其特征在于：所述的横向变掺杂区为掺杂浓度渐变；结终端延伸区为结深较浅、掺杂浓度较高且保持不变。3.根据权利要求2所述的横向变掺杂-结终端延伸复合终端结构，其特征在于：所述的结终端延伸区的掺杂浓度为1.2×1015cm-3～2.3×1015cm-3，结深为5μm～12μm，长度为250μm～350μm；结终端延伸区的掺杂窗口内边界与横向变掺杂区的掺杂窗口外边界之间交叠量为50μm～100μm。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩琳，刘聪，张琦，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61