能实现理想平面结击穿电压的MOSFET器件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种能实现理想平面结击穿电压的MOSFET器件，在N型衬底的正面设有N型漂移区，在N型漂移区的正面设有沟槽，在对应沟槽内侧的N型漂移区的正面设有P型基区，在对应沟槽外侧的N型漂移区的正面设有N型截止环，在沟槽的侧面以及底面、靠近沟槽的P型基区的正面与N型截止环的正面设有沟槽氧化层，在对应沟槽位置的沟槽氧化层内设有沟槽介质，在沟槽介质内埋设有场板，在P型基区的正面设有阳极电极，阳极电极覆盖部分沟槽介质，阳极电极与所述场板欧姆接触。通过本实用新型专利技术MOSFET器件中的边缘终端区结构可以减小器件边缘终端长度，还可以获得理想的平面结击穿电压。还可以获得理想的平面结击穿电压。还可以获得理想的平面结击穿电压。

【技术实现步骤摘要】
能实现理想平面结击穿电压的MOSFET器件


[0001]本技术属于微电子
，具体地说是一种能实现理想平面结击穿电压的MOSFET器件。

技术介绍

[0002]在过去的几十年里，由于当前处理能力的不断提高，功率器件的芯片尺寸不断缩小。然而，由于传统MOSFET器件的边缘边缘终端区设置有保护环，导致边缘边缘终端区与有源区面积比较大。因此，为了进一步减小芯片面积，必须减小边缘终端长度，特别是对于额定电流小的功率器件。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可以显著缩短边缘边缘终端区长度并能获得理想的平面结击穿电压的MOSFET器件
[0004]按照本技术提供的技术方案，所述能实现理想平面结击穿电压的MOSFET器件，在N型衬底的正面设有N型漂移区，在N型漂移区的正面设有沟槽，沟槽的内侧区域形成有源区，沟槽以及沟槽的外侧区域形成边缘终端区；在对应沟槽内侧的N型漂移区的正面设有P型基区，在对应沟槽外侧的N型漂移区的正面设有N型截止环，在沟槽的侧面以及底面、靠近沟槽的P型基区的正面与N型截止环的正面设有沟槽氧化层，在对应沟槽位置的沟槽氧化层内设有沟槽介质，在沟槽介质内埋设有场板，场板的延伸方向与所述沟槽的延伸方向一致，场板的上端靠近有源区，场板的下端向边缘终端区一侧倾斜，在P型基区的正面设有阳极电极，阳极电极覆盖部分沟槽介质，阳极电极与所述场板欧姆接触。
[0005]作为优选，所述沟槽介质的材质为苯并环丁烯。
[0006]作为优选，所述场板的材质为多晶硅。
[0007]作为优选，所述场板的下端距离沟槽底面的距离为沟槽深度的1/3~1/2，且场板的下端位于沟槽宽度的1/3~2/3处。
[0008]作为优选，所述N型漂移区内的N型杂质离子浓度低于N型衬底内的N型杂质离子浓度。
[0009]作为优选，所述N型截止环内的N型杂质离子浓度低于N型衬底内的N型杂质离子浓度。
[0010]作为优选，所述沟槽3的深度为15~20um、宽度为5~8um。
[0011]作为优选，所述沟槽氧化层6的厚度为0.1um~0.2um。
[0012]通过本技术MOSFET器件中的边缘终端区结构可以减小器件边缘终端长度，还可以获得理想的平面结击穿电压。
附图说明
[0013]图1是本技术的结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合具体实施例对本技术作进一步说明。
[0015]本技术的能实现理想平面结击穿电压的MOSFET器件，在N型衬底1（N+Substrate）的正面设有N型漂移区2（N
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drift region），在N型漂移区2的正面设有沟槽3，所述沟槽3的内侧区域形成有源区（Active region），沟槽3以及沟槽3的外侧区域形成边缘终端区（Edge termination）；在对应沟槽3内侧的N型漂移区2的正面设有P型基区4（P
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base），在对应沟槽3外侧的N型漂移区2的正面设有N型截止环5（N
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stopper），在沟槽3的侧面以及底面、靠近沟槽3的P型基区4的正面与N型截止环5的正面设有沟槽氧化层6，在对应沟槽3位置的沟槽氧化层6内设有沟槽介质7，在沟槽介质7内埋设有场板8，场板8的延伸方向与所述沟槽8的延伸方向一致，场板8的上端靠近有源区，场板8的下端向边缘终端区一侧倾斜，在P型基区4的正面设有阳极电极9（Anode），阳极电极9覆盖部分沟槽介质7，阳极电极9与所述场板8欧姆接触。
[0016]所述沟槽介质7的材质为苯并环丁烯BCB。所述场板8的材质为多晶硅。
[0017]所述场板8的下端距离沟槽3底面的距离为沟槽3深度的1/3~1/2，且场板8的下端位于沟槽3宽度的1/3~2/3处。
[0018]所述N型漂移区2内的N型杂质离子浓度低于N型衬底1内的N型杂质离子浓度。所述N型截止环5内的N型杂质离子浓度低于N型衬底1内的N型杂质离子浓度。
[0019]所述沟槽3的深度为15~20um、宽度为5~8um。所述沟槽氧化层6的厚度为0.1um~0.2um。
[0020]在本技术中，具有在边缘终端区填充沟槽介质7（沟槽介质7的材质为苯并环丁烯BCB）的沟槽3，沟槽3与P型基区4以及N型漂移区2一起制作在高压二极管的有源区内。此外，沿沟槽3在N型漂移区2和沟槽介质7之间放置一层沟槽氧化层6，以降低界面状态密度。由于沟槽介质7的介电强度(5.3 MV/cm)比轻微掺杂的N型漂移区2的介电强度 (约等于0.24 MV/cm)高得多，因此窄小的沟槽3可以支持高电压而不会击穿。此外，倾斜的场板8位于沟槽介质7内并连接到阳极电极9。因此，在关断状态下，终端周围的电场分布将被调制。
[0021]当反向电压作用于该结构时，耗尽边界不仅从P型基区4延伸到N型漂移区2，也从斜场板8向N型漂移区2延伸。耗尽区厚度主要取决于外加电压和N型漂移区2的掺杂浓度。在沟槽3周围，一些由N型漂移区2的正电荷产生的电通量线将在倾斜的场板8处终止，导致在沟槽3附近的P型基区4与N型漂移区2的结处产生松弛电场。
[0022]由于场板8的下端距离沟槽3底面的距离为沟槽3深度的1/3~1/2，即场板8的埋设深度为沟槽3深度的1/2~2/3，可以看出，场板8埋在沟槽介质7中足够深，这样可以有效地延长沟槽3附近的耗尽区域。
[0023]此外，由于在场板8底部的N型漂移区2会引起高的电场浓度。因此，本技术将场板8埋设在沟槽介质7内，且场板8的下端距离沟槽3底面的距离为沟槽3深度的1/3~1/2，这样使得N型漂移区2与场板8的下端之间的距离也足够大，以保持电场浓度低于临界电场，并防止击穿发生在沟槽3的侧面与底面。场板8的下端位于沟槽3宽度的1/3~2/3处，可以保持电场浓度低于临界电场，并防止击穿发生在沟槽3的侧壁，提升了击穿电压。本技术的MOSFET器件，可以获得理想的平面结击穿电压。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能实现理想平面结击穿电压的MOSFET器件，在N型衬底（1）的正面设有N型漂移区（2），在N型漂移区（2）的正面设有沟槽（3），沟槽（3）的内侧区域形成有源区，沟槽（3）以及沟槽（3）的外侧区域形成边缘终端区；其特征是：在对应沟槽（3）内侧的N型漂移区（2）的正面设有P型基区（4），在对应沟槽（3）外侧的N型漂移区（2）的正面设有N型截止环（5），在沟槽（3）的侧面以及底面、靠近沟槽（3）的P型基区（4）的正面与N型截止环（5）的正面设有沟槽氧化层（6），在对应沟槽（3）位置的沟槽氧化层（6）内设有沟槽介质（7），在沟槽介质（7）内埋设有场板（8），场板（8）的延伸方向与所述沟槽（3）的延伸方向一致，场板（8）的上端靠近有源区，场板（8）的下端向边缘终端区一侧倾斜，在P型基区（4）的正面设有阳极电极（9），阳极电极（9）覆盖部分沟槽介质（7），阳极电极（9）与所述场板（8）欧姆接触。2.如权利要求1所述的能实现理想平面结击穿电压的MOSFET器件，其特征是：所述沟槽介质（7）的材质为苯并...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜鹏，
申请(专利权)人：无锡紫光微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：