[发明专利]具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置

说明书

一种具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置，包含一基板、一本体，及一电极单元。本体形成于基板上并包括主动部、环围主动部的边缘终端部，及绝缘氧化层，主动部具有多个相互并联的电晶体，边缘终端部具有呈第一型半导体特性的第一半导体区、呈第二型半导体特性的第二半导体区，及远离基板的顶面，绝缘氧化层与基板相间隔地形成于边缘终端部，第一型半导体特性的浓度由顶面往基板方向递减。电极单元包括与电晶体连接且部分形成于绝缘氧化层上的第一电极层，及与本体相间隔地形成于基板的第二电极层。借此，使该边缘终端部施加电压时，能延伸该第一半导体区与该第二半导体区之间的空乏区并具有均匀的电力线，从而能承受较高的崩溃电压。

技术领域

本发明涉及一种功率半导体装置，特别是涉及一种具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置。

背景技术

功率半导体装置通常包含一主动部及一围绕该主动部边缘而用于将主动部累积的静电荷或不必要的漏电流带走的边缘终端部。

一般来说，该主动部由多个电晶体并联而成，形成多个彼此相互交替排列的n型半导体柱与p型半导体柱。然而，此种边缘终端部结构的n型半导体柱与p型半导体柱彼此的间距与宽度需精准设计，若间距过大会无法发挥承受崩溃电压的功效而提早于该主动部崩溃，若其彼此间距过小则n型半导体柱与p型半导体柱之间的空乏区无法有效延伸，而无法承受较高的崩溃电压。

另一种边缘终端部则是形成均匀的一n型半导体层与一p型半导体层而构成一二极体结构。然而，以此种方式形成边缘终端部时，于降低n型半导体层与p型半导体层的载子浓度时，虽能提升该边缘终端部所构成的二极体的空乏区，但二极体的电场则会因低载子浓度而变小且具有不均匀的电力线，从而仅能承受较小的崩溃电压；当提高n型半导体层与p型半导体层的载子浓度时，虽能提高二极体的电场，但其空乏区则会跟着变小，也仅能承受较小的崩溃电压。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置。

本发明具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置，包含一层基板、一个本体，及一个电极单元

该本体形成于该基板上，并包括一主动部、一环围该主动部的边缘终端部，及一绝缘氧化层，该主动部具有多个相互并联的电晶体，该边缘终端部具有一呈一第一型半导体特性的第一半导体区、一呈一第二型半导体特性的第二半导体区，及一远离该基板的顶面，该绝缘氧化层与该基板相间隔地形成于该边缘终端部上，该第一型半导体特性的浓度由该顶面往该基板方向递减。

该电极单元包括一与所述电晶体连接且部分形成于该绝缘氧化层上的第一电极层，及一与该本体相间隔地形成于该基板的第二电极层。

本发明的具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置，该第一半导体区由该顶面向该基板方向延伸，该第二半导体区由该基板沿该第一半导体区的边缘往远离该基板方向延伸至该顶面。

本发明的具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置，该第一型半导体特性的浓度由该第一半导体区邻近该主动部与该顶面处往该边缘终端部与该基板处呈径向发散地降低。

本发明的具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置，定义一平行该基板并从该主动部指向该边缘终端部为第一方向，及一垂直该第一方向并从该顶面指向该基板为第二方向，该第一型半导体特性的浓度沿该第二方向降低。

本发明的具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置，定义一平行该基板并从该主动部指向该边缘终端部为第一方向，及一垂直该第一方向并从该顶面指向该基板为第二方向，该第一型半导体特性的浓度沿该第一方向降低。

本发明的具有渐变浓度的边缘终端结构的功率半导体装置，定义一平行该基板并从该主动部指向该边缘终端部为第一方向,该第一半导体区沿该第一方向具有N层半导体层，N＞1，相邻的该半导体层的第一型半导体特性的浓度差异小于20％。