超结器件的终端保护结构的制作方法_3

文档序号:9689409阅读:来源:国知局
所述电压承受区的所述终端介质膜31上,所述过渡区的场板24在覆盖所述台阶结构位置处具有倾斜侧面。所述过渡区的场板24为多晶娃场板,金属场板,多晶娃场板和金属场板的组合结构。本发明实施例一中,所述过渡区的场板24为多晶硅场板和金属场板的组合结构中,多晶硅场板即图4和多晶硅栅6同时形成的由多晶硅6组成的多晶硅场板32,所述多晶硅场板32在覆盖所述台阶结构位置处具有倾斜侧面,所述多晶硅场板32还覆盖2区的栅氧化层5的表面上;在具有侧面倾斜的多晶娃场板32的顶部形成有金属场板33,该金属场板33和所述侧面倾斜的多晶娃场板32之间通过接触孔连接,接触孔穿过了层间膜35,该金属场板33能做为多晶硅栅电极的BUS线即总线;在其他实施例中金属场板33和所述侧面倾斜的多晶硅场板32之间也能不连接。本发明实施例一的侧面倾斜的台阶结构和场板,能够改善器件过渡区和电压承受区的电场强度的分布,提高器件的可靠性。
[0074]本发明实施例一中,所述终端介质膜31的组成材料为热氧化膜,能减小器件中的可动离子,改善器件的一致性和可靠性。
[0075]2区中的P阱区组成P型环即图2中所对应的所述P型环25。
[0076]3区中,第二P型柱4b和第二N型柱3b的交替排列的外侧的N型外延层中形成有截止环即对应于图2中的截止环21,所述截止环21由形成于所述N型外延层的N+区34、该N+区34上的介质膜35和该介质膜35上的保护环36组成,所述保护环36通过接触孔和底部的N+区34接触,保护环36为一金属保护环。在其他实施例中,保护环36也能为多晶硅保护环;在其他实施例中也能不采用保护环36,截止环21直接由形成于所述N型外延层的N+区34和该N+区34上的介质膜35组成。较佳为,所述截止环21的N+区的掺杂浓度大于leiecnf3。
[0077]以一个600伏的超结M0SFET,本发明实施例一能采用下面的参数实现:
[0078]所述娃衬底I的电阻率为0.0OlOhm.cm?0.0030hm.cm;
[0079]所述N型外延层的电阻率为1hm.cm?5ohm.cm,厚度50微米?60微米;
[0080]P型柱即所述第一 P型柱4a或所述第二 P型柱4b的宽度3微米?5微米,深度35微米?45微米;
[0081]P型体区(body)即 P阱 7 的浓度为 lel7cm—3 ?6el7cm—3;
[0082]所述栅氧化层5的厚度为500埃?1500埃;
[0083]所述多晶硅栅6的厚度为4000埃?6000埃;
[0084]所述热氧化膜31即终端介质膜31的厚度为6000埃?15000埃;
[0085]所述层间膜10的厚度为6000埃?12000埃;
[0086]正面金属层12的厚度为20000埃?60000埃;
[0087]I区、2区和3区中的P型柱的宽度能够相同或不同、同样N型柱的宽度能够相同或不同,能够保持交替排列的P型柱和N型柱的电荷基本平衡就能满足要求。
[0088]本发明实施例二超结器件:
[0089]本发明实施例二超结器件在本发明实施例一的基础上做了进一步的改进,本发明实施例二超结器件和本发明实施例一的区别之处为:
[0090]如图3所示,本发明实施例二超结器件的所述终端保护结构的超级结构还包括一条呈环状结构的第三P型柱22c,所述第三P型柱22c环绕在所述第二部分超结结构和所述第三部分超结结构的外周。环形P柱22c能保证电荷承受区最外周的P型柱的电场强度的分布的一致性,从而能改善器件的可靠性。沿着图3的EF处的剖面结构和图4相同,其中终端保护结构的最外侧的P型柱4b对应于第三P型柱22c。
[0091]本发明实施例三超结器件:
[0092]本发明实施例三超结器件在本发明实施例一的基础上做了进一步的改进,本发明实施例三超结器件和本发明实施例一的区别之处为:
[0093]如图5所示,所述截止环21还包括一多晶硅场板环37,所述多晶硅场板环37和所述保护环36通过接触孔接触或者所述多晶硅场板环和所述保护环不连接。多晶硅场板环37将整个截止环之上的膜层厚度增加了,进一步提高了器件截止环上保护环的保护作用,如减小器件在划片过程中带来的颗粒的影响。
[0094]本发明实施例四超结器件:
[0095]本发明实施例四超结器件在本发明实施例一的基础上做了进一步的改进,本发明实施例四超结器件和本发明实施例一的区别之处为:
[0096]如图6所示,所述截止环21中还包括一 P+区9,该P+区形成于所述保护环36和底部的N+区34接触的所述接触孔底部,且P+区9是在接触孔形成后通过在N+区34中进行P+注入形成的。所述P+区9的掺杂浓度大于lel6cm—3。接触孔覆盖在P+区9和部分N+区34。该处的所述P+区9和I区中的P阱引出区9能够在接触孔工艺之后同时实现,减少了制作成本。
[0097]本发明实施例五超结器件:
[0098]本发明实施例五超结器件在本发明实施例一的基础上做了进一步的改进,本发明实施例五超结器件和本发明实施例一的区别之处为:
[0099]如图7所示,沿着所述第一P型柱22a的宽度方向上,所述终端保护结构的超级结构的最外侧的P型柱的宽度小于所述终端保护结构的超级结构的其它P型柱以及所述第一部分超结结构的P型柱的宽度,同时所述终端保护结构的超级结构的最外侧的P型柱的深度小于所述终端保护结构的超级结构的其它P型柱以及所述第一部分超结结构的P型柱的深度。
[0100]本发明实施例六超结器件:
[0101]本发明实施例六超结器件在本发明实施例一的基础上做了进一步的改进,本发明实施例六超结器件和本发明实施例一的区别之处为:
[0102]如图8所示,沿着所述第一P型柱22a的宽度方向上,所述终端保护结构的超级结构的最外侧的P型柱即P型柱4c的宽度小于所述终端保护结构的超级结构的其它P型柱以及所述第一部分超结结构的P型柱即P型柱4a和4b的宽度,同时所述终端保护结构的超级结构的最外侧的P型柱即P型柱4c的深度小于所述终端保护结构的超级结构的其它P型柱以及所述第一部分超结结构的P型柱即P型柱4a和4b的深度。
[0103]本发明实施例七超结器件:
[0104]本发明实施例七超结器件在本发明实施例一的基础上做了进一步的改进,本发明实施例七超结器件和本发明实施例一的区别之处为:
[0105]如图9所示,沿着所述第一P型柱22a的宽度方向上,所述终端保护结构的超级结构的位于所述电压承受区的P型柱即P型柱4d的宽度小于所述终端保护结构的超级结构的位于所述过渡区的P型柱以及所述第一部分超结结构的P型柱即P型柱4a和4b的宽度,同时所述终端保护结构的超级结构的位于所述电压承受区的P型柱即P型柱4d的深度小于所述终端保护结构的超级结构的位于所述过渡区的P型柱以及所述第一部分超结结构的P型柱即P型柱4a和4b的深度。这样器件在由正向偏置到反向偏置过程中,终端区域的耗尽区的形成过程不同于电荷流动区的耗尽区的形成过程,改善器件的Cds与Vds的变化曲线的非线性,改善器件在应用中个电磁干扰,从而使器件更易于应用。
[0106]本发明实施例八超结器件:
[0107]本发明实施例八超结器件在本发明实施例一的基础上做了进一步的改进,本发明实施例八超结器件和本发明实施例一的区别之处为:
[0108]如图10所示,所述截止环21由形成于所述N型外延层的P+区9、该P+区9上的介质膜35和该介质膜35上的保护环36组成,所述保护环36通过接触孔和底部的P+区9接触,保护环36为一金属保护环。在其他实施例中,保护环36也能为多晶硅保护环;在其他实施例中也能不采用保护环36,截止环21直接由形成于所述N型外延层的P+区9和该P+区9上的介质膜35组成。较佳为,所述截止环21的P+区9的掺杂浓度大于lel6cm—3。该处的所述P+区9和I区中的P阱引出区9能够在接触孔工艺之后同时注入形成,不需要额外的光刻工艺,减少了制作成本。
[0109]本发明实施例九超结器件:
[0110]本发明实施例九超结器件在本发明实施例一的基础上做了进一步的改进,本发明实施例
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