System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() MOS控制晶闸管器件及其终端保护环结构与制造方法技术_技高网

MOS控制晶闸管器件及其终端保护环结构与制造方法技术

技术编号:40027944 阅读:11 留言:0更新日期:2024-01-16 17:47
本发明专利技术公开了MOS控制晶闸管器件及其终端保护环结构与制造方法,终端保护环结构包括P型掺杂区和场氧化层,P型掺杂区的一部分被部分场氧化层所覆盖且另一部分被多晶硅所覆盖,还包括铝场板,铝场板包括凹嵌在场氧化层内的第一场板和突出于场氧化层的上表面的第二场板,第一场板覆盖在部分P型掺杂区上方并与P型掺杂区电连接,第二场板覆盖在场氧化层上方并与硅衬底隔绝且集中从硅表面吸引到铝场板的界面电荷。在保持器件尺寸不变,工艺兼容的前提下,降低MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构受界面电荷的影响和提高耐压能力,解决了MOS控制晶闸管器件终端保护环结构对界面电荷过于敏感及工艺波动对器件性能影响的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件,具体地涉及mos控制晶闸管器件及其终端保护环结构与制造方法。


技术介绍

1、随着脉冲功率技术的迅速发展,脉冲功率开关作为脉冲功率电源的关键器件起着举足轻重的地位。常规的dmos、vdmos等高压开关器件耐压值一般在400v至700v之间,瞬态电流一般在800a至1200a之间,已经不满足当前高脉冲放电电路的要求。为了进一步提高脉冲功率开关的电压及电流指标,结构更复杂的mos控制晶闸管(简称mct)器件以其高瞬态电流(3500a至6000a)和高耐压(1400v至3000v)等特性脱颖而出,广泛应用在高耐压脉冲放电回路中。

2、mct器件的耐压值主要由元胞结构耐压和终端保护环结构耐压中的较小值决定。其中终端保护环的设计常采用p型掺杂和场氧化层生长两步工艺,具体的,如图1所示,为现有常规的mct器件的终端保护环的结构,可见,终端保护环包括在硅衬底1’的上表面下方注入的p型掺杂区2’和在硅衬底1’的上表面上方形成的场氧化层3’,p型掺杂区2’的一部分被部分场氧化层3’所覆盖, p型掺杂区2’的另一部分被多晶硅4’所覆盖。在实际使用中,该种终端保护环的设计容易受环境界面电荷影响,导致mct器件耐压值产生较大波动。由于mct器件常用于高可靠性要求的电路中,参数的波动容易导致电路故障,无法满足实际使用要求。


技术实现思路

1、针对上述存在的技术问题至少之一,本专利技术目的是:提供mos控制晶闸管器件及其终端保护环结构与制造方法,在保持器件尺寸不变,工艺兼容的前提下,降低mos控制晶闸管器件的终端保护环结构受界面电荷的影响和提高耐压能力。

2、本专利技术的技术方案是:

3、本专利技术一个目的在于提供一种mos控制晶闸管器件的终端保护环结构,包括p型掺杂区和场氧化层,所述p型掺杂区的一部分被部分场氧化层所覆盖且另一部分被多晶硅所覆盖,还包括铝场板,所述铝场板包括凹嵌在所述场氧化层内的第一场板和突出于所述场氧化层上表面的的第二场板,所述第一场板与所述p型掺杂区电连接,所述第二场板通过所述场氧化层与硅衬底隔绝且集中从硅表面吸引到所述铝场板的界面电荷。

4、优选的,所述场氧化层靠近所述多晶硅的一端上开有由所述场氧化层的上表面贯穿至所述p型掺杂区的通孔,所述第一场板设置在所述通孔内且所述第二场板覆盖在远离所述多晶硅一侧的未开设所述通孔的所述场氧化层上方。

5、可选地,所述第一场板和第二场板上下层叠且具有重叠部分,所述第二场板覆盖所述场氧化层的部分实施为铝场板区,所述铝场板区的长度为4-6um。优选地,所述铝场板区的长度为5um。

6、可选的,所述第一场板的长度小于所述p型掺杂区的长度,且所述第一场板远离所述第二场板的一侧与所述多晶硅通过所述场氧化层隔离。

7、本专利技术另一个目的在于提供一种mos控制晶闸管器件的终端保护环结构的制造方法,包括以下步骤:

8、在硅衬底上形成p型掺杂区;

9、在所述p型掺杂区上方形成场氧化层,所述场氧化层部分覆盖所述p型掺杂区的一部分且所述p型掺杂区的另一部分被多晶硅所覆盖;

10、在所述场氧化层靠近所述多晶硅的一侧上开通孔,在所述场氧化层上形成铝场板,所述铝场板部分设于所述通孔内以形成所述第一场板且部分由所述第一场板的远离所述多晶硅的一端的上方朝向远离所述多晶硅一侧的所述场氧化层上方延伸以形成所述第二场板。

11、优选的,所述第二场板覆盖所述场氧化层的部分实施为铝场板区,所述铝场板区的长度为5um。

12、可选的,所述通孔通过场氧化层刻蚀而形成,所述铝场板通过铝溅射和铝刻蚀工艺形成。

13、本专利技术还有一个目的在于提供一种mos控制晶闸管器件,包括上述的终端保护环结构。

14、优选地,所述的mos控制晶闸管器件上具有至少两个终端保护环结构。mct芯片上的终端保护环结构可以将外界施加给芯片的高压电场均匀分布在各个环上,使得每个环承受的电场强度相同。通过设计多个终端保护环可以将芯片上终端保护环内部的低压与外部的高压进行隔离,从而保护终端保护环内部的芯片结构,使芯片整体获得更高的耐压值。

15、与现有技术相比,本专利技术的优点是:

16、本专利技术的mos控制晶闸管器件的终端保护环结构,在保持器件尺寸不变,工艺兼容的前提下,降低mos控制晶闸管器件的终端保护环结构受界面电荷的影响和提高耐压能力,解决了mos控制晶闸管器件终端保护环结构对界面电荷过于敏感及工艺波动对器件性能影响的问题。

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【技术保护点】

1.一种MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构,包括P型掺杂区和场氧化层,所述P型掺杂区的一部分被部分场氧化层所覆盖且另一部分被多晶硅所覆盖,其特征在于,还包括铝场板,所述铝场板包括凹嵌在所述场氧化层内的第一场板和突出于所述场氧化层上表面的的第二场板,所述第一场板与所述P型掺杂区电连接,所述第二场板通过所述场氧化层与硅衬底隔绝且集中从硅表面吸引到所述铝场板的界面电荷。

2.根据权利要求1所述的MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构,其特征在于,所述场氧化层靠近所述多晶硅的一端上开有由所述场氧化层的上表面贯穿至所述P型掺杂区的通孔,所述第一场板设置在所述通孔内且所述第二场板覆盖在远离所述多晶硅一侧的未开设所述通孔的所述场氧化层上方。

3.根据权利要求1或2所述的MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构,其特征在于,所述第一场板和第二场板上下层叠且具有重叠部分,所述第二场板覆盖所述场氧化层的部分实施为铝场板区,所述铝场板区的长度为4-6um。

4.根据权利要求3所述的MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构,其特征在于,所述铝场板区的长度为5um。

>5.根据权利要求1所述的MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构,其特征在于,所述第一场板的长度小于所述P型掺杂区的长度且所述第一场板远离所述第二场板的一侧与所述多晶硅通过所述场氧化层隔离。

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:

7.根据权利要求6所述的MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构,其特征在于,所述第二场板覆盖所述场氧化层的部分实施为铝场板区,所述铝场板区的长度为5um。

8.根据权利要求6所述的MOS控制晶闸管器件的终端保护环结构,其特征在于,所述通孔通过场氧化层刻蚀而形成,所述铝场板通过铝溅射和铝刻蚀工艺形成。

9.一种MOS控制晶闸管器件,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的终端保护环结构。

10.根据权利要求9所述的一种MOS控制晶闸管器件,其特征在于,所述的MOS控制晶闸管器件包括至少两个所述的终端保护环结构。

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【技术特征摘要】

1.一种mos控制晶闸管器件的终端保护环结构,包括p型掺杂区和场氧化层,所述p型掺杂区的一部分被部分场氧化层所覆盖且另一部分被多晶硅所覆盖,其特征在于,还包括铝场板,所述铝场板包括凹嵌在所述场氧化层内的第一场板和突出于所述场氧化层上表面的的第二场板,所述第一场板与所述p型掺杂区电连接,所述第二场板通过所述场氧化层与硅衬底隔绝且集中从硅表面吸引到所述铝场板的界面电荷。

2.根据权利要求1所述的mos控制晶闸管器件的终端保护环结构,其特征在于,所述场氧化层靠近所述多晶硅的一端上开有由所述场氧化层的上表面贯穿至所述p型掺杂区的通孔,所述第一场板设置在所述通孔内且所述第二场板覆盖在远离所述多晶硅一侧的未开设所述通孔的所述场氧化层上方。

3.根据权利要求1或2所述的mos控制晶闸管器件的终端保护环结构,其特征在于,所述第一场板和第二场板上下层叠且具有重叠部分,所述第二场板覆盖所述场氧化层的部分实施为铝场板区,所述铝场板区的长度为4-6um。

4.根据权利要求3所述的mos控制晶闸管器件的终端保护环...

【专利技术属性】
技术研发人员:段懿晨陈超邢芷榕张海峰
申请(专利权)人:中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心
类型:发明
国别省市:

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