[发明专利]用于超级结型MOSFET器件的边缘端接

说明书

优先权

本申请涉及并且要求于2011年12月1日提交的题为“EDGE TERMINATION FOR SUPER JUNCTION MOSFET DEVICES”的美国申请号13/309,444的权益，该申请并入本文中以作参考。

背景技术

在金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件中使用不同类型的边缘端接。例如，在传统的MOSFET中，边缘端接由一组浮置的场环/场板构成，跨接浮置的场环/场板，电位逐步地从源极电位下降为漏极电位。近年来，已经设计了一种新型MOSFET，通常称为超级结型MOSFET(SJMOSFET)，该MOSFET利用更高数量级的漂移层浓度，从而导致对于给定的击穿电压产生非常低的导通电阻。这通过在核心漂移区内包含P型垂直结型区来实现。用于传统MOSFET的基于场环的边缘端接被视为不适合于SJMOSFET。其击穿电压远远低于核心击穿电压。这样，通常使用不同的边缘端接方案。

例如，用于SJMOSFET的一个边缘端接是在端接区域之上的厚低温氧化物(LTO)层上延伸的源极场板。源极场板与位于其下的浮置P列一起支持源极漏极电位。虽然这对于SJMOSFET是可接受的边缘端接并且常用，但是其具有在源极金属场板的未暴露区域与高于发生空气击穿的电位的击穿电压(大约400V)的漏极之间产生电弧的缺点。为了避免源极场板与漏极之间的电弧，场板由钝化层覆盖，例如，氮化硅(SiN)。然而，由于SiN的易碎特性以及蚀刻金属场板边缘的尖锐特征，所以发生钝化破裂，从而造成空气生成电弧。为了避免这种电弧电位，需要通过无裂缝的钝化层覆盖金属。

因此，虽然在涉及边缘端接区域时，具有与超级结型MOSFET器件相关的优点，但是还具有与其相关的缺点。如上所述，一个缺点在于，在场板包含在超级结型MOSFET器件内时，利用厚氧化物(例如，对于600V器件而言，大约为5-6微米)。还需要通过钝化材料覆盖场板，例如，SiN和聚酰亚胺，以便防止金属场板的边缘与漏极(划线)之间的电弧。

发明内容

考虑到与超级结型MOSFET器件的边缘端接区域相关的缺点，期望设计基于场环的边缘端接，该端接将电位从源极电位逐渐降低成漏极电位，该漏极电位在空气的电离电位之上未给源极金属加压。

在一个实施方式中，一种超级结型MOSFET器件可包括衬底和位于所述衬底之上的电荷补偿区域。所述电荷补偿区域可以在N型掺杂剂区域内包括多列P型掺杂剂。此外，所述超级结型MOSFET可包括位于所述电荷补偿区域之上的端接区域，并且所述端接区域可包括N型掺杂剂。而且，所述超级结型MOSFET可包括边缘端接结构。所述端接区域包括所述边缘端接结构的一部分。

在实施方式中，上述超级结型MOSFET器件可进一步包括场效应晶体管，其中，端接区域包括场效应晶体管的一部分。根据各种实施方式，上述边缘端接结构可包括但不限于场环、场板和/或结型端接延伸。此外，在各种实施方式中，上述边缘端接结构可包括但不限于一组场环和场板。在一个实施方式中，上述边缘端接结构可包括但不限于一组场板。在实施方式中，上述边缘端接结构可包括但不限于结型端接延伸区域。在一个实施方式中，上述场效应晶体管可包括与所述多列P型掺杂剂中的一个结合的P型掺杂剂区域。在实施方式中，上述场效应晶体管包括结型场效应晶体管。

在另一个实施方式中，一种超级结型MOSFET器件可包括衬底和位于所述衬底之上的电荷补偿区域。所述电荷补偿区域可在P型掺杂剂区域内包括多列N型掺杂剂。此外，所述超级结型MOSFET可包括位于所述电荷补偿区域之上的端接区域，并且所述端接区域可包括P型掺杂剂。而且，所述超级结型MOSFET可包括边缘端接结构，其中，端接区域包括边缘端接结构的一部分。

在一个实施方式中，在以上段落中描述的超级结型MOSFET器件可进一步包括场效应晶体管，其中，端接区域包括场效应晶体管的一部分。根据各种实施方式，在以上段落中提及的边缘端接结构可包括但不限于场环、场板和/或结型端接延伸。而且，在各种实施方式中，上述边缘端接结构可包括但不限于一组场环和场板。在一个实施方式中，上述边缘端接结构可包括但不限于一组场板。在实施方式中，上述边缘端接结构可包括但不限于结型端接延伸区域。在实施方式中，在以上段落中描述的场效应晶体管可包括与所述多列N型掺杂剂中的一个结合的N型掺杂剂区域。在一个实施方式中，在以上段落中描述的场效应晶体管包括结型场效应晶体管。