超级结功率器件制造技术

本发明专利技术公开了一种超级结功率器件，包括叠层设置的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括有源区和终端区，所述终端区环绕设置在所述有源区外侧，且所述终端区包括沿有源区的周向间隔设置的侧边终端区和拐角终端区；所述第二半导体层包括超级结区，所述超级结区包括多个超级结柱，所述超级结区在所述第一半导体层上的第一正投影区域的轮廓包括第一轮廓段，所述第一轮廓段与所述拐角终端区相对应且所述第一轮廓段为弧形轮廓。本发明专利技术实施例提供的一种超级结功率器件，将超级结区对应拐角终端区的轮廓设置为非平面结构，降低了器件的电场聚集效应，从而提升了器件的BV能力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
超级结功率器件


[0001]本专利技术特别涉及一种超级结功率器件，属于半导体


技术介绍

[0002]超级结(SJ，Super Junction)技术为高压大功率器件设计提供新的解决方案，使得功率器件在不牺牲反向耐压能力的前提下，有效改善器件的导通特性。目前，该技术已经在Si基功率器件得到验证和推广，如超级结MOSFET、超级结IGBT等。
[0003]超级结功率器件的结构如图1和图2所示，其主要包括有源区1、超级结3、截止环4、侧边终端区2和拐角终端区5；在该结构中，超级结的外侧轮廓、截止环在拐角位置均呈直角，而由于直角拐角位置的电场聚集效应，致使器件在拐角位置最容易发生方向击穿，从而限制了器件的方向承压能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种超级结功率器件，从而克服现有技术中的不足。
[0005]为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
[0006]本专利技术实施例提供了一种超级结功率器件，包括叠层设置的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括有源区和终端区，所述终端区环绕设置在所述有源区外侧，且所述终端区包括沿有源区的周向间隔设置的侧边终端区和拐角终端区；所述第二半导体层包括超级结区，所述超级结区包括多个超级结柱，所述超级结区在所述第一半导体层上的第一正投影区域的轮廓包括第一轮廓段，所述第一轮廓段与所述拐角终端区相对应且所述第一轮廓段为弧形轮廓。
[0007]与现有技术相比，本专利技术的优点包括：
[0008]1)本专利技术实施例提供的一种超级结功率器件，将超级结区对应拐角终端区的轮廓设置为非平面结构，而使器件超级结区拐角位置的电场平坦化，降低了器件的电场聚集效应，从而提升了器件的BV能力；
[0009]2)本专利技术实施例提供的一种超级结功率器件，在新型终端结构中，直角终端引发的电场聚集效应得以减弱，同等器件尺寸条件下，本专利技术实施例提供的一种超级结功率器件的反向阻断能力显著提升。
附图说明
[0010]图1是现有技术中一种超级结功率器件的结构示意图；
[0011]图2是现有技术中一种超级结功率器件的局部结构示意图；
[0012]图3是本专利技术实施例1中的一种超级结功率器件的局部结构示意图；
[0013]图4a、图4b分别是理想的平行平面结和实际平面结的结构示意图；
[0014]图5是本专利技术实施例2中的一种超级结功率器件的局部结构示意图；
[0015]图6是本专利技术实施例3中的一种超级结功率器件的局部结构示意图。
具体实施方式
[0016]鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
[0017]本专利技术实施例中所涉及的术语解释：
[0018]超级结：Super Junction结构，由交叉分布的P型和N型掺杂区构成，当上述区域全部耗尽时，内部电场呈平坦分布，从而满足功率器件承压需求。
[0019]终端：为满足高压功率器件承压需求，在芯片外侧设计的外围结构，称为功率器件终端。
[0020]本专利技术实施例提供了一种超级结功率器件，包括叠层设置的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括有源区和终端区，所述终端区环绕设置在所述有源区外侧，且所述终端区包括沿有源区的周向间隔设置的侧边终端区和拐角终端区；所述第二半导体层包括超级结区，所述超级结区包括多个超级结柱，所述超级结区在所述第一半导体层上的第一正投影区域的轮廓包括第一轮廓段，所述第一轮廓段与所述拐角终端区相对应且所述第一轮廓段为弧形轮廓。
[0021]在一具体实施案例中，所述第一轮廓段为向外凸出的弧形轮廓。
[0022]在一具体实施案例中，所述第一轮廓段为圆弧形轮廓。
[0023]在一具体实施案例中，所述第一轮廓段对应的圆心角为90
°
。
[0024]在一具体实施案例中，所述第一轮廓段的曲率半径为所述超级结柱高度的0.2
‑
5倍。
[0025]在一具体实施案例中，所述超级结区在所述第一半导体层上的正投影区域的轮廓为圆角矩形轮廓。
[0026]在一具体实施案例中，所述超级结区包括第一部分和第二部分，所述第一部分沿第一方向对应设置在所述第二部分的两侧，
[0027]所述第一部分包括沿第一方向间隔设置的多个超级结柱，每一所述超级结柱沿第二方向延伸，该第一部分所包含的超级结柱的中间部分与侧边终端区相对应，两端部分与拐角终端区相对应，且所述第一部分所包含的多个超级结柱于第二方向上的长度沿第一方向依次增大或减小。
[0028]在一具体实施案例中，所述第二部分包括沿第一方向间隔设置的多个超级结柱，该第二部分所包含的超级结柱的中间部分与有源区相对应，两端部分与侧边终端区相对应。
[0029]在一具体实施案例中，所述的超级结功率器件还包括截止环，所述截止环于第一半导体层上的第二正投影区域环绕所述第一正投影区域设置。
[0030]在一具体实施案例中，所述第二正投影区域的轮廓为方形轮廓或圆角矩形轮廓。
[0031]如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，除非特别说明的之外，本专利技术实施例中的有源区、终端区、超级结区、截止环的材质、尺寸等均可以是本领域件技术人员已知的，本专利技术实施例中的超级结功率器件也可以通过本领域技术人员已知的工艺制作形成，在此不再具体说明。
[0032]实施例1
[0033]请参阅图3，一种超级结功率器件，包括叠层设置的第一半导体层和第二半导体
层，所述第一半导体层包括有源区1和终端区，所述终端区环绕设置在所述有源区1外侧，且所述终端区包括沿有源区1的周向间隔设置的侧边终端区2和拐角终端区5；所述第二半导体层包括超级结区，所述超级结区3包括多个超级结柱，所述超级结区3在所述第一半导体层上的第一正投影区域的轮廓包括第一轮廓段和第二轮廓段，所述第一轮廓段与所述拐角终端区5相对应且所述第一轮廓段为弧形轮廓，所述第二轮廓段与侧边终端区2相对应。
[0034]在实施例中，所述超级结功率器件整体一般为方形(或者称之为矩形)结构，以方形结构为例，所述第一半导体层包括四个拐角终端区5和四个侧边终端区2，所述有源区1位于所述第一半导体层的中间区域，四个拐角终端区5和四个侧边终端区2对应设置在第一半导体层的周缘区域，所述周缘区域环绕所述中间区域，其中，四个拐角终端区5分别对应上设置在四个角处，四个侧边终端区2分别对应设置在四个边处，四个侧边终端区2包括两个沿第一方向对应设置在有源区两侧的侧边终端区和两个沿第二方向对应设置在有源区两侧的侧边终端区，其中，所述第一方向和第二方向可以是垂直的。
[0035]在本实施例中，所述超级结区3包括沿第一方向间隔设置的多个超级结柱，每一所述超级结柱沿第二方向延伸，所述第一正投影区域为多个超级结柱于第一半导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超级结功率器件，包括叠层设置的第一半导体层和第二半导体层，所述第一半导体层包括有源区和终端区，所述终端区环绕设置在所述有源区外侧，且所述终端区包括沿有源区的周向间隔设置的侧边终端区和拐角终端区；所述第二半导体层包括超级结区，所述超级结区包括多个超级结柱，其特征在于：所述超级结区在所述第一半导体层上的第一正投影区域的轮廓包括第一轮廓段，所述第一轮廓段与所述拐角终端区相对应且所述第一轮廓段为弧形轮廓。2.根据权利要求1所述的超级结功率器件，其特征在于：所述第一轮廓段为向外凸出的弧形轮廓。3.根据权利要求1或2所述的超级结功率器件，其特征在于：所述第一轮廓段为圆弧形轮廓。4.根据权利要求3所述的超级结功率器件，其特征在于：所述第一轮廓段对应的圆心角为90
°
。5.根据权利要求3所述的超级结功率器件，其特征在于：所述第一轮廓段的曲率半径为所述超级结柱高度的0.2
‑
5倍。6.根据权利要求3所述的超级结功率器件，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁金伟，张耀辉，卢烁今，
申请(专利权)人：深圳市千屹芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：