[发明专利]超结器件的终端保护结构

说明书

本发明公开了一种超结器件的终端保护结构，电流流动区的超结结构的P和N型柱都呈条形结构且平行，终端保护结构中一部分超结结构由电流流动区的P和N型柱沿长度方向延伸形成，终端保护结构中的另一部分超结结构由和电流流动区的P和N型柱平行的条形结构的第二P和N型柱交替排列而成。在过渡区中形成有场板和P型环；在电压承受区的最外端的形成有截止环。本发明终端保护结构的超级结构的P和N型柱都为不带转折的长条形，能提高器件的漏电特性和可靠性，能以最小的终端尺寸得到高的击穿电压。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路，特别是涉及一种超结(super junction)器件的终端保护结构。

背景技术

超结结构就是交替排列的N型柱和P型柱组成结构。如果用超结结构来取代垂直双扩散MOS晶体管(Vertical Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor，VDMOS)器件中的N型漂移区，在导通状态下通过N型柱提供导通通路，导通时P型柱不提供导通通路；在截止状态下由PN立柱共同承受反偏电压，就形成了超结金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。超结MOSFET能在反向击穿电压与传统的VDMOS器件一致的情况下，通过使用低电阻率的外延层，而使器件的导通电阻大幅降低。

如图1所示，是现有超结器件俯视图一；一般的超结结构，都包含电荷流动区、横向承受反向偏置电压的终端区和处于电荷流动区和终端区之间的过渡区，终端区环绕于所述电荷流动区的外周，图1中1区表示电荷流动区，2区表示过渡区，3区表示终端区也即电压承受区。

1区包括由交替排列的P型柱201和N型柱202组成的超结结构，图1中的P型柱201和N型柱202都呈条形结构。N型柱202于在超结器件导通时提供导通通路，P型柱201和N型柱202在超结器件反偏时互相耗尽共同承受反向偏压。

2区和3区为于超结器件的终端，共同作为表示超结器件的终端保护结构。在器件导通时所述2区和3区不提供电流，在反偏状态用于承担从1区外周单元的表面到器件最外端表面衬底的电压该电压为横向电压和从1区外周单元表面到衬底的电压该电压为纵向电压。

2区和3区由包括由交替排列的P型柱203和N型柱204组成的超结结构，P型柱203和N型柱204都为首尾相连的环型结构，环绕在1区的外周。

超结器件由电荷流动区中的重复排列的器件元胞组成，器件元胞包括由一个N型柱201和一个P型柱202组成的超结单元以及在超结单元顶部形成的超结器件单元组成。以超结MOSFET器件为例，器件元胞结构为：阱区，形成于阱区中的源区，形成在阱区的表面形成有栅介质层如栅氧化层和多晶硅栅，层间膜，接触孔，正面金属层，正面金属层图形化后分别引出源极和栅极。在硅衬底的背面形成有背面金属层，背面金属层引出漏极。

如图1所示，在终端区即3区中，P型柱203和N型柱204都为首尾相连的环型结构，而P型柱203一般是在N型外延层中形成沟槽之后在填充P型硅形成，在沟槽填充的工艺中，沟槽在弯曲(不管是直角还是有一点弧度的弯折)的位置都易于出现缺陷，在该区域出现大的电场强度时，漏电特性差，同时在有弯曲的部分，会出现局部的电荷平衡，从而不能得到高的击穿电压，并导致器件漏电较差。为了解决局部电荷平衡的问题，现有技术是在转角处进行特殊的设计，如加入小方块的P-柱，但这在工艺实现上有很大的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超结器件的终端保护结构，能提高器件的漏电特性和可靠性，能以最小的终端尺寸得到高的击穿电压。

为解决上述技术问题，本发明提供的超结器件的终端保护结构包括过渡区和电压承受区，超结器件的中间区域为电荷流动区，终端保护结构环绕于电荷流动区的外周，过渡区位于电荷流动区和电压承受区之间。