一种二极管芯片的结终端结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及功率半导体器件的芯片结终端结构，尤其涉及二极管芯片的结终端结构。
【背景技术】
[0002]二极管芯片生产制造工艺过程中，为形成良好的耐压，通常采用磨角工艺或者台面挖槽加绝缘层保护的方法实现。现有结构的缺点是磨角工艺费工费时，效率低，制造成本高。台面挖槽U字型的结构所承受的耐压比较低，通常承受的峰值电压为600?1400V，。原因是该结构引起空间电荷区展不宽，电场集中，导致芯片耐压低，亟待解决结终端结构的耐高压问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种二极管芯片的结终端结构，解决现有二极管芯片的结终端结构耐压值低的问题。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种二极管芯片的结终端结构，包括长基区N，扩磷区N+，浓硼扩散区P+，电压槽，所述的电压槽是耐高压、表面电场弱的电压槽结构。所述电压槽为设置在二极管结终端边沿的单边槽结构或者是设置在二极管结终端上的U型槽结构；所述单边槽侧壁上设置有台阶结构，所述U型槽内侧壁上设置有台阶结构。
[0005]进一步的，所述电压槽侧壁的上沿至少设置有一级台阶结构。
[0006]优选的，所述电压槽侧壁的上沿设置有二级台阶结构。
[0007]本发明的有益效果:所述电压槽采用台阶结构，可以有效增大电压槽的表面积，降低了 P层表面浓度，有利于空间电荷区的展宽，达到降低表面电场强度的效果，提高了工作电压和二极管芯片电参数的稳定性。所述一层台阶结构耐压峰值可以达到1800?3000伏，所述两层台阶结构耐压峰值可以达到3000?4000伏。
[0008]以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的电压槽为斜单槽一级台阶结构示意图。
[0010]图2为本发明的电压槽为U型槽一级台阶结构示意图。
[0011]图3为本发明的电压槽为斜单槽的俯视图。
[0012]图4为本发明的电压槽为U型槽的俯视图。
[0013]图5为本发明的电压槽为斜单槽二级台阶结构示意图。
[0014]图6为本发明的电压槽为U型槽二级台阶结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]实施例1:一种二极管芯片的结终端结构，如图1至4所示，包括长基区N，扩磷区N+，浓硼扩散区P+，电压槽1，所述的电压槽是耐高压、表面电场弱的电压槽结构。所述电压槽为设置在二极管结终端边沿的单边槽结构，所述单边槽侧壁上设置有台阶结构，如图1、图3所示；或者是设置在二极管结终端上的U型槽结构，如图2、图4所示；所述U型槽内侧壁3上设置有台阶结构。
[0016]所述电压槽I的深度为过P+N结伸入长基区N区20?70um。所述电压槽I的表面设置有绝缘层2，绝缘层2上设置有玻璃钝化层4。以设计的理论耐压峰值为2400V的二极管芯片为例:
[0017]当采用传统电压槽结构时，耐压峰值为1400V;当采用一级台阶结构时，耐压峰值可以达到1900?2200V。具体的参数为:
[0018]当所述电压槽I上台阶11的宽度为150um，所述台阶面与浓硼扩散区P+上表面的高度差为30um。该结构的耐压峰值为1900V。
[0019]当所述电压槽I上台阶11的宽度为400um，所述台阶面与浓硼扩散区P+上表面的高度差为40um。该结构的耐压值为2200V。
[0020]当所述电压槽I上台阶11的宽度为600um，所述台阶面与浓硼扩散区P+上表面的高度差为60um。该结构的耐压峰值为2100V。
[0021]实施例2:
[0022]一种二极管芯片的结终端结构，如图3至6所示，包括长基区N，扩磷区N+，浓硼扩散区P+，电压槽I，所述的电压槽是耐高压、表面电场弱的电压槽结构。所述电压槽为设置在二极管结终端边沿的单边槽结构，所述单边槽侧壁上设置有台阶结构，如图3、图5所示；或者是设置在二极管结终端上的U型槽结构，图图4、图6所示；所述U型槽内侧壁3上设置有台阶结构。所述电压槽I的深度为过P+N结伸入长基区N区20?70um。所述电压槽I的表面设置有绝缘层2，绝缘层2上设置有玻璃钝化层4。以设计的理论耐压峰值为3500V的二极管芯片为例:
[0023]当采用传统电压槽结构时，耐压峰值最佳为1800V ;当采用一级台阶结构时，耐压峰值最佳为2800V，当采用二级台阶结构时，具体参数为:
[0024]当所述电压槽I上第一级台阶13宽度为200um，第二级台阶14宽度为150um，所述第二级台阶14与浓硼扩散区P+上表面的高度差为40um，所述第一级台阶13与第二级台阶面14的高度差为5um。该结构的耐压值为3100V。
[0025]当所述电压槽I上第一级台阶13宽度为400um，第二级台阶14宽度为250um，所述第二级台阶14与浓硼扩散区P+上表面的高度差为50um，所述第一级台阶13与第二级台阶14的高度差为10um。该结构的耐压值为3400V。
[0026]当所述电压槽I上第一级台阶13宽度为500um，第二级台阶14宽度为350um，所述第二级台阶14与浓硼扩散区P+上表面的高度差为50um，所述第一级台阶13与第二级台阶14的高度差为20um。该结构的耐压值为3200V。
[0027]通过上述数据对比分析，可以很清楚的得出，电压槽的台阶结构能够很好的提高电压槽的正向耐压峰值，使整个结终端结构的耐压峰值提高，同时，能够有效降低表面电场强度，提高晶闸管芯片的稳定性。如刻意在此基础上做简单的尺寸参数修改，均落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种二极管芯片的结终端结构，包括长基区N，扩磷区N+，浓硼扩散区P+，电压槽，其特征在于:所述的电压槽是耐高压、表面电场弱的电压槽结构。2.如权利要求1所述的二极管芯片的结终端结构，其特征在于:所述电压槽为设置在二极管结终端边沿的单边槽结构或者是设置在二极管结终端上的U型槽结构；所述单边槽侧壁上设置有台阶结构，所述U型槽内侧壁上设置有台阶结构。3.如权利要求2所述的二极管芯片的结终端结构，其特征在于:所述电压槽侧壁的上沿至少设置有一级台阶结构。4.如权利要求3所述的二极管芯片的结终端结构，其特征在于:所述电压槽侧壁的上沿设置有二级台阶结构。5.如权利要求3所述的二极管芯片的结终端结构，其特征在于:所述电压槽侧壁的上沿设置有一级台阶结构；所述电压槽台阶的宽度为150?600um，所述台阶面与浓硼扩散区P+上表面的高度差为30?70um。6.如权利要求4所述的二极管芯片的结终端结构，其特征在于:所述电压槽第一级台阶宽度为150?500um，第二级台阶宽度为100?400um，所述第二级台阶与浓硼扩散区P+上表面的高度差为40?70um，所述第一级台阶与第二级台阶的高度差为5?20um。7.如权利要求5或6所述的二极管芯片的结终端结构，其特征在于:所述电压槽的深度为过P+N结伸入长基区N20?70um。8.如权利要求1所述的二极管芯片的结终端结构，其特征在于:所述电压槽的表面设置有绝缘层，绝缘层上设置有玻璃钝化层。
【专利摘要】本发明公开了一种二极管芯片的结终端结构，解决现有二极管挖槽中芯片耐压值低，漏电流大的问题。二极管的电压槽的侧壁设置有台阶结构。该电压槽设置有两级台阶结构或三级台阶结构且其高度过P+N结伸入N区20～70um。本发明适用于所有台面结构的半导体芯片生产领域。
【IPC分类】H01L29/06, H01L29/861
【公开号】CN104952909
【申请号】CN201410445795
【发明人】王民安, 黄富强, 项建辉, 叶民强, 汪杏娟, 王日新
【申请人】安徽省祁门县黄山电器有限责任公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年9月3日