一种功率半导体器件制造技术

本发明专利技术涉及集成电路技术领域，具体公开了一种功率半导体器件，其中，包括：半导体基板，所述半导体基板被划分为主动区和终端区，所述主动区位于所述半导体基板的中心区，所述终端区位于所述主动区的外圈且环绕所述主动区设置，所述主动区和所述终端区均包括环状结构，所述主动区的每个环状结构的曲率半径均相同，所述终端区的每个环状结构的曲率半径均相同，且所述终端区的环状结构的曲率半径均等于所述主动区的环状结构的曲率半径。本发明专利技术提供的功率半导体器件能够有效提升并控制击穿电压。

【技术实现步骤摘要】
一种功率半导体器件
本专利技术涉及集成电路
，尤其涉及一种功率半导体器件。
技术介绍
一般来说，对功率半导体功率组件的布局中，四个角落的弯角设计跟组件的击穿电压是息息相关的，而对超结接面（Super-Junction）更甚。超结接面组件同时存在P型掺杂区柱及N型掺杂区柱，在逆偏压的情况下，维持理想的空乏状态及取得较高的击穿电压（Breakdown）便是设计的重点。就击穿电压而言，任何功率组件在设计上都需考虑到主动区及终端区两部份，而超结接面首重电荷平衡，在设计上更是有难度，四个角落的弯曲位置更因为不理想的设计，容易导致电荷的不平衡而降低击穿电压。因此，如何能够简单化弯角设计且不让击穿电压失真一直是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种功率半导体器件，解决相关技术中存在的功率半导体器件电荷不平衡导致的击穿电压降低的问题。作为本专利技术的一个方面，提供一种功率半导体器件，其中，包括：半导体基板，所述半导体基板被划分为主动区和终端区，所述主动区位于所述半导体基板的中心区，所述终端区位于所述主动区的外圈且环绕所述主动区设置，所述主动区和所述终端区均包括环状结构，所述主动区的每个环状结构曲率半径均相同，所述终端区的每个环状结构的曲率半径均相同，且所述终端区的环状结构的曲率半径均等于所述主动区的环状结构的曲率半径。进一步地，所述半导体基板包括在所述主动区和所述终端区内均设置的第一柱状掺杂区和第二柱状掺杂区，且所述第一柱状掺杂区和所述第二柱状掺杂区相邻且交替设置。进一步地，位于所述主动区内的第一柱状掺杂区形成的环状结构在角落位置的宽度到远离角落位置的宽度的变化趋势为逐渐减小，且远离角落位置的宽度保持一致。进一步地，位于所述终端区内的第一柱状掺杂区形成的环状结构在角落位置的宽度与远离角落位置的宽度均保持一致。进一步地，位于所述主动区以及所述终端区的所述第一柱状掺杂区通过注入或刻蚀然后再填入多晶硅的方式而成，所述第一柱状掺杂区的总高度在30μm～100μm之间，位于所述主动区以及所述终端区的所述第二柱状掺杂区是以MOCVD方式所生长出的外延。进一步地，所述第一柱状掺杂区内的掺杂物是砷或磷，所述第一柱状掺杂区内的掺杂物的浓度在1*1014cm-3~5*1015cm-3之间，所述第二柱状掺杂区内的掺杂物是硼，所述第二柱状掺杂区内的掺杂物的浓度在1*1014cm-3~5*1015cm-3之间。进一步地，在所述主动区内，位于所述第一柱状掺杂区上注入井深掺杂区，位于所述第二柱状掺杂区上形成氧化层、多晶硅层及介电层，所述井深掺杂区上注入源极掺杂区，所述源极掺杂区上形成金属层。进一步地，所述功率半导体器件为N型功率半导体器件。本专利技术提供的功率半导体器件，在超结接面的结构中，舍弃掉一般传统的直条式布局及封闭式布局方式，改以连续的环状布局方式，且主动区和终端区在的曲率半径均相等，可以有效避免掉直条式或封闭式本身的设计缺陷所导致的电荷不平衡，进而能有效提升并控制其击穿电压。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。图1为本专利技术提供的功率半导体器件的光罩布局结构中其中之一弯角示意图。图2为图1中的A到A’位置的剖面结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在本实施例中提供了一种功率半导体器件，图1是根据本专利技术实施例提供的功率半导体器件的布局结构示意图，如图1所示，包括：半导体基板，所述半导体基板被划分为主动区和终端区，所述主动区位于所述半导体基板的中心区，所述终端区位于所述主动区的外圈且环绕所述主动区设置，所述主动区和所述终端区均包括环状结构，所述主动区的每个环状结构的曲率半径R2与所述终端区的每个环状结构的曲率半径R1相同。本专利技术实施例提供的功率半导体器件，在超结接面的结构中，舍弃掉一般传统的直条式布局及封闭式布局方式，改以连续的环状布局方式，且主动区和终端区的曲率半径均相等，可以有效避免掉直条式或封闭式本身的设计缺陷所导致的电荷不平衡，进而能有效提升并控制其击穿电压。如图1所示，所述半导体基板包括在所述主动区和所述终端区内均设置的第一柱状掺杂区B1或B3，和第二柱状掺杂区B2或B4，且所述第一柱状掺杂区和所述第二柱状掺杂区相邻且交替设置。如图1所示，所述半导体基板包括在所述主动区内的所述第一柱状掺杂区B1和在所述终端区的第一柱状掺杂区B3，在所述主动区内的所述第二柱状掺杂区B2和在所述终端区的第二柱状掺杂区B4。R1为所述终端区的环状结构的曲率半径，R2为所述主动区内的环状结构的曲率半径，在本专利技术实施例中，所有的环状结构均保持相同的曲率半径，即R1=R2。需要说明的是，B1与B3为外延的第一柱状掺杂区，B1位于主动区，而B3位于终端区，浓度相同，但其设计的长度可依其击穿电压需求有所不同。B2与B4为外延的第二柱状掺杂区，B2位于主动区，而B4位于终端区，浓度相同，但其设计的长度可依其击穿电压需求有所不同。R1为终端区设计环的曲率半径，而R2为主动区环状结构的曲率半径，为了达到主动区的电荷平衡，R1等于R2，但终端区B3及B4的宽度及数量依其设计者对电压条件的需求会有所不同。具体地，位于所述主动区内的第一柱状掺杂区形成的环状结构在角落位置的宽度到远离角落位置的宽度的变化趋势为逐渐减小，且远离角落位置的宽度保持一致。如图1和图2所示，本专利技术实施例中的“远离”可以理解为，以图1中所示的主动区的角落位置和方向为例，沿图中x方向和y方向均为远离所述主动区的角落位置。位于所述主动区内的所述第一柱状掺杂区B1的宽度为L1，位于所述主动区内的角落位置的所述第一柱状掺杂区B1的宽度为L1’，且L1’表示所述主动区内的角落位置的所述第一柱状掺杂区B1的最大宽度，本专利技术实施例中，从L1到L1’再到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率半导体器件，其特征在于，包括：半导体基板，所述半导体基板被划分为主动区和终端区，所述主动区位于所述半导体基板的中心区，所述终端区位于所述主动区的外圈且环绕所述主动区设置，所述主动区和所述终端区均包括环状结构，所述主动区的每个环状结构曲率半径均相同，所述终端区的每个环状结构的曲率半径均相同，且所述终端区的环状结构的曲率半径均等于所述主动区的环状结构的曲率半径。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率半导体器件，其特征在于，包括：半导体基板，所述半导体基板被划分为主动区和终端区，所述主动区位于所述半导体基板的中心区，所述终端区位于所述主动区的外圈且环绕所述主动区设置，所述主动区和所述终端区均包括环状结构，所述主动区的每个环状结构曲率半径均相同，所述终端区的每个环状结构的曲率半径均相同，且所述终端区的环状结构的曲率半径均等于所述主动区的环状结构的曲率半径。


2.根据权利要求1所述的功率半导体器件，其特征在于，所述半导体基板包括在所述主动区和所述终端区内均设置的第一柱状掺杂区和第二柱状掺杂区，且所述第一柱状掺杂区和所述第二柱状掺杂区相邻且交替设置。


3.根据权利要求2所述的功率半导体器件，其特征在于，位于所述主动区内的第一柱状掺杂区形成的环状结构在角落位置的宽度到远离角落位置的宽度的变化趋势为逐渐减小，且远离角落位置的宽度保持一致。


4.根据权利要求2所述的功率半导体器件，其特征在于，位于所述终端区内的第一柱状掺杂区形成的环状结构在角落位置的宽度与远离角落位置的宽度均保持一致。

【专利技术属性】
技术研发人员：李振道，孙明光，朱伟东，
申请(专利权)人：江苏应能微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32