[发明专利]采用多晶截止场板的半导体器件终端单元结构及制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域的半导体器件，具体为一种采用多晶截止场板的半导体器件终端单元结构及制造方法。

背景技术

电力电子器件的设计制造中，终端是不可或缺的一部分，它能够在器件承受高电压的时候使得器件内部耗尽区变得平滑，从而让器件承受更高的电压。传统的电力电子器件的终端通常为在低掺杂的沉底上通过注入和推进，制备场限环；也有在场限环的上面向外侧加上场板来实现电场的进一步平滑。

相对于单独的场限环结构，场限环+场板的结构能够更好的平滑耗尽区，因此在相同承压的终端设计上，场限环+场板的设计比单独的场限环的设计需要的环的数目要少，同时场板能够保护芯片的终端不被外界污染，因此具有更好的击穿特性和器件稳定性。

此外，在电力电子器件的制造过程中，活性区决定了器件的主要电学特性，终端虽然是必不可少的部分，但是仅仅影响器件的击穿电压和稳定性，对器件的导通压降和关断时间没有贡献，因此终端在满足器件所要求的承压的基础上，终端的面积越小越好。

总结器件以上两种终端设计的问题，可以归结为：

场板的结构能够保护器件终端免收污染，因此需要尽可能增加场板的面积；以及终端的面积需要尽可能的小，来增加活性区的面积。而增加场板的面积指的是在一定面积大小的终端前提下，增加场板覆盖终端的比例，因为场板覆盖终端的比例越大，终端暴露出来的比例就越小，这样不暴露就是不容易被污染。 

现有相关专利有：专利号为CN201010246809.4，申请日为 2010-08-06，名称为“一种高压功率半导体器件的边缘终端结构”的发明专利，其技术内容为：本发明公开了一种高压功率半导体器件的边缘终端结构，包括若干个将功率半导体器件环绕、与衬底具有相反导电类型的场限环，在每个场限环单侧或两侧设有与场限环导电类型相同，掺杂浓度小于场限环的掺杂区域，场限环上覆有场板，场限环与场板之间用二氧化硅层间隔。场板的材料可选自铜、铝、多晶硅或掺氧多晶硅等。

再如专利号为CN201010246816.4，申请日为2010-08-06，名称为“一种高压功率半导体器件的边缘终端结构”的发明专利，其技术内容为：本发明公开了一种高压功率半导体器件的边缘终端结构，包括若干个将功率半导体器件环绕、与衬底具有相反导电类型的场限环，在场限环周围设有与场限环导电类型相同，掺杂浓度小于场限环的掺杂区域，该掺杂区域将场限环包裹，场限环上覆有场板，场限环与场板之间用二氧化硅层间隔。场板的材料可选自铜、铝、多晶硅或掺氧多晶硅等。

其中CN201010246809.4和 CN201010246816.4 与本专利保护的对象相同，都是一种半导体器件本身的“终端结构”，但是在终端结构的设计和终端结构的功能上，两者是不同的，上述这两个专利都是通过不同的场限环设计来减小场限环处的电场而使得击穿电压能够增加，他们的场板与场限环之间是不相连的，场板没有起到减小电场的作用。

发明内容

为了克服现有的半导体芯片终端单元结构存在的上述问题，现在特别提出一种采用多晶截止场板的半导体器件终端单元结构及制造方法，该设计拥有更大的场板覆盖面积，能够增加器件的稳定性；并且采用了截至场板的设计，能够进一步减小终端的面积。

本发明的具体方案如下：

一种采用多晶截止场板的半导体器件终端单元结构，其特征在于：包括第一导电类型衬底，所述第一导电类型衬底的第一主面内设有第二导电类型场限环，所述第一导电类型衬底的第一主平面上，设有第一绝缘层；所述第一绝缘层上、且位于第二导电类型场限环的两侧各设有一块场板；所述两块场板上设有第二绝缘层，所述第二绝缘层上设有金属场板；所述金属场板的底部与第二导电类型场限环接触，所述金属场板覆盖第二导电类型场限环的区域及其两侧；

所述两块场板位于第一绝缘层的上面、且覆盖在第二导电类型场限环的两侧，所述场板包括多晶截止场板和多晶延伸场板，所述金属场板的一端与多晶截止场板接触相连，其另一端与多晶延伸场板接触相连。

所述金属场板的两端均沿外侧方向、且向下方弯折。

所述多晶截止场板和多晶延伸场板为多晶硅。

进一步的，所述第二绝缘层位于场板的上面，覆盖整个场板。

进一步的，所述金属场板位于第二绝缘层的上面，覆盖整个第二导电类型场循环的区域，所述金属场板与第二导电类型场限环相连。