本实用新型专利技术公开了一种半导体功率器件的边缘终端和半导体功率器件，该边缘终端包括：N个浮空场限环，浮空场限环环绕半导体功率器件的主结区，其中第1个至第n个浮空场限环的结深与主结区的结深相同，第n+i个浮空场限环的结深大于第n个浮空场限环的结深，且从第n+1个浮空场限环开始，浮空场限环的结深逐渐增大，N、n、i为正整数，且2≤n＜n+i≤N。本实用新型专利技术半导体功率器件的边缘终端，通过优化浮空场限环的结深和掺杂分布，浮空场限环的曲率半径增大，提升了终端区的电场分布均匀性和面积，进而提升了终端效率和阻断电压。升了终端效率和阻断电压。升了终端效率和阻断电压。
【技术实现步骤摘要】
一种半导体功率器件的边缘终端和半导体功率器件
[0001]本技术属于半导体器件领域，涉及一种半导体功率器件的边缘终端和半导体功率器件。
技术介绍
[0002]半导体功率器件最基本的要求是在关断状态下以最小的漏电流承受较大端电压的能力，其中半导体功率器件所能承受的最大端电压称为阻断电压。阻断电压通常由材料特性和器件设计共同决定。通过切割晶圆片做成芯片的功率器件，阻断电压由于器件边缘二维电场集中而下降，通常通过采用特殊的边缘终端得到缓减。浮空场限环终端包含一系列环绕在主结区的同心p+环(即为浮空场限环)，它是在沿着表面的横向上将电势分布展宽，减少横向电场强度，避免在主结区发生雪崩击穿，是边缘终端的一种技术。然而，现有常规的浮空场限环终端中，由于浮空场限环具有相同的结深，使得电场在漂移区的分布均匀性较差，且电场的分布面积较小，结果是终端效率和阻断电压仍然偏低。另外，有研究人员提出了其他结构的边缘终端，该边缘终端中沿着远离主结区(功能区)方向，场限环的结深逐渐减少。然而，该结深逐渐减少的场限环的仿真结果显示，随着场限环结深的逐渐降低，阻断电压呈下降趋势，结果是终端效率和阻断电压比相同结深的浮空场限环更低。因此，如何提高终端效率和阻断电压，是现阶段本领域技术人员仍然需要解决的技术问题，这对于促进半导体功率器件的广泛应用具有非常重要的意义。
技术实现思路
[0003]本技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种半导体功率器件的边缘终端，通过优化浮空场限环的结深和掺杂分布，使得电场在漂移区的分布均匀性更好，且电场分布面积更大，进而有利于提高终端效率和阻断电压，而且还提供了一种半导体功率器件。
[0004]为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案：
[0005]一种半导体功率器件的边缘终端，包括：
[0006]N个浮空场限环，浮空场限环环绕半导体功率器件的主结区；
[0007]第1个至第n个浮空场限环的结深与主结区的结深相同，第n+i个浮空场限环的结深大于第n个浮空场限环的结深，且从第n+1个浮空场限环开始，浮空场限环的结深逐渐增大， N、n、i为正整数，且2≤n＜n+i≤N。
[0008]上述的半导体功率器件的边缘终端，进一步改进的，第1个浮空场限环环绕半导体功率器件的主结区，第n个浮空场限环环绕第n
‑
1个浮空场限环，且第n+i个浮空场限环环绕第n+i
‑
1个浮空场限环。
[0009]上述的半导体功率器件的边缘终端，进一步改进的，所述第n+i个浮空场限环的结深为第n个浮空场限环的结深+i
×
步长，单位为μm；所述步长为0.1μm～30μm。
[0010]上述的半导体功率器件的边缘终端，进一步改进的，所述第n个浮空场限环的结深
为0.8 μm～1.3μm。
[0011]上述的半导体功率器件的边缘终端，进一步改进的，所述第1个至第n个浮空场限环的掺杂分布与主结区相同；所述浮空场限环的峰值掺杂浓度为5e17cm
‑3～5e20cm
‑3。
[0012]本申请中，上述的半导体功率器件的边缘终端的制造方法，包括以下步骤：在半导体衬底的漂移区形成主结区和依次环绕主结区的浮空场限环。
[0013]上述的制造方法，进一步改进的，采用光刻和离子注入工艺，在半导体衬底的漂移区制备主结区和依次环绕主结区的浮空场限环。
[0014]上述的制造方法，进一步改进的，在利用光刻和离子注入工艺进行制备之前，还包括以下处理：采用光刻和刻蚀工艺，对浮空场限环所在的漂移区表面进行开槽处理。
[0015]上述的制造方法，进一步改进的，采用外延工艺，在半导体衬底上制备漂移区。
[0016]作为一个总的技术构思，本技术还提供了一种半导体功率器件，包括上述的半导体功率器件的边缘终端。
[0017]上述的半导体功率器件，进一步改进的，所述半导体功率器件还包括半导体衬底、漂移区、源极金属和漏极金属；所述半导体衬底包括硅、锗硅、砷化镓、碳化硅、氮化镓、三氧化二镓或金刚石。
[0018]与现有技术相比，本技术的优点在于：
[0019]本技术半导体功率器件的边缘终端，包括靠近主结区且与主结区结深相同的浮空场限环，以及远离主结区且结深比主结区深并逐渐增大的另一部分浮空场限环，通过优化浮空场限环的结深及掺杂分布，浮空场限环的曲率半径增大，提升了终端区的电场分布均匀性和面积，进而提升了终端效率和阻断电压。
附图说明
[0020]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0021]图1为现有半导体功率器件的边缘终端的剖面结构示意图。
[0022]图2为本技术实施例1中半导体功率器件的边缘终端的剖面结构示意图。
[0023]图3(a)～3(e)为本技术实施例1中半导体功率器件的边缘终端的制备工艺流程图。
[0024]图4为现有半导体功率器件的边缘终端的电场分布仿真图。
[0025]图5为本技术实施例1中半导体功率器件的边缘终端的电场分布仿真图。
[0026]图6为本技术实施例2中半导体功率器件的边缘终端的电场分布仿真图。
[0027]图7为本技术实施例3中半导体功率器件的边缘终端的电场分布仿真图。
[0028]图8为本技术实施例4中半导体功率器件的边缘终端的电场分布仿真图。
[0029]图9为本技术实施例1
‑
4中半导体功率器件的边缘终端现有边缘终端对应的阻断电压对比图。
[0030]图10为对比例1中半导体功率器件的边缘终端的电场分布仿真图。
[0031]图11为对比例2中半导体功率器件的边缘终端的电场分布仿真图。
[0032]图12为对比例1、对比例2中半导体功率器件的边缘终端的电场曲线分布图。
[0033]图13为对比例1、对比例2中半导体功率器件的边缘终端的电势曲线分布图。
[0034]图14为本技术实施例5中半导体功率器件的边缘终端的剖面结构示意图。
[0035]图例说明：
[0036]1、碳化硅N型衬底；2、N型漂移区；310、P型主结区；311、第1个浮空场限环；312、第2个浮空场限环；31
n
、第n个浮空场限环；31
n+i
、第n+i个浮空场限环；32
n+i
、第n+i个沟槽；4、源极金属；5、漏极金属。
具体实施方式
[0037]以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本技术作进一步描述，但并不因此而限制本技术的保护范围。
[0038]如图1所示，现有半导体功率器件的边缘终端，主要包括主结区310和一系列环绕在主结区的同心p+环(即为浮空场限环311～31
n
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种半导体功率器件的边缘终端，其特征在于，包括：N个浮空场限环，浮空场限环环绕半导体功率器件的主结区；第1个至第n个浮空场限环的结深与主结区的结深相同，第n+i个浮空场限环的结深大于第n个浮空场限环的结深，且从第n+1个浮空场限环开始，浮空场限环的结深逐渐增大，N、n、i为正整数，且2≤n＜n+i≤N。2.根据权利要求1所述的半导体功率器件的边缘终端，其特征在于，所述第n+i个浮空场限环的结深为第n个浮空场限环的结深+i
×
...
【专利技术属性】
技术研发人员：高秀秀，刘洪伟，李然，戴小平，
申请(专利权)人：湖南国芯半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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