[发明专利]一种半导体功率器件及其终端结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体功率器件技术领域，具体涉及一种半导体功率器件及其终端结构。

背景技术

在半导体功率器件中，往往需要采用结终端技术来降低表面击穿电场、提高平面pn结的表面击穿电压。通常，结终端技术大致可以分为延伸型和截断型，也可以是这两种类型的结合。

其中延伸型技术是采用特殊的结构使得主结耗尽区向外延伸，使得原本分布较为集中的电力线分布更为均匀，从而降低表面最大电场，提高击穿电压。这类终端技术包括场板、场限环、横向变掺杂、RESURF、阻性场板等。采用该类型技术的终端结构往往需要大量的芯片面积。

截断型技术主要原理是利用湿法腐蚀曲面槽、圆片边缘磨角、深槽刻蚀等方法，将pn结截断并利用截断的形貌来影响表面电场的分布。图1示出的是现有的在二极管中采用深槽刻蚀方法的结终端结构示意图。其中101、102、103、104、105依次为n-硅衬底、n⁺区、p-阱区、p⁺区、p区。在主结p-阱/n-衬底的右侧利用深槽刻蚀技术制作有一深槽，槽内填充了介质(BCB)201。槽的上表面在靠近主结处覆盖有金属301，该金属同时覆盖在p⁺区104上表面，并与最低电位相连。n⁺区102上覆盖的金属301与器件底部的金属302与最高电位相联。当主结p-阱/n-衬底承受反偏压降时，包围介质的p-区-衬底所形成的pn结反偏，产生耗尽区。该耗尽区会使得槽与n⁺-沟道截止区102之间所需的距离有所增加，从而增加了该终端结构的面积。

并且，图1所示结构在承受反偏电压时，电力线会在槽底部左边拐角处集中，使得该处附近n-衬底区电场较高。随着反偏压降的增加，器件最终会在该处击穿，击穿时由碰撞电离所产生的大量载流子会在强电场作用下，进入槽内介质中，形成热载流子，使得器件可靠性下降。同时，图1所示结构的击穿电压受Si/介质表面的界面电荷影响较大，这一特性将会降低器件的可靠性。

发明内容

本发明实施例提供一种半导体功率器件及其终端结构，从而减小半导体器件的面积，并使半导体器件具有较高击穿电压，可以有效降低器件对界面电荷的敏感度。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种半导体功率器件的终端结构，包括：具有第一导电类型的半导体衬底；具有所述第一导电类型的第一半导体区，具有第二导电类型的第二半导体区，所述第一半导体区、第二半导体区位于所述半导体衬底的上表面中；槽体，位于所述半导体衬底的上表面中，所述槽体中填充介质；所述槽体的至少一部分被具有所述第二导电类型的第三半导体区包围。

在一实施例中，上述的第一半导体区为所述第一导电类型的重掺杂区。

在一实施例中，上述的第二半导体区包括：阱区及所述第二导电类型的重掺杂区，所述阱区与所述第三半导体区相邻，所述第二导电类型的重掺杂区覆盖所述阱区及第三半导体区的上表面，且与所述槽体相邻。

在一实施例中，上述的第三半导体区的材料为SiC。

在一实施例中，上述的第三半导体区的材料为Si。

在一实施例中，上述的第三半导体区包覆所述槽体的底面及所述槽体与所述第二半导体区相邻的侧面。

在一实施例中，上述的第三半导体区包覆所述槽体的底面及侧面。

在一实施例中，上述的第二导电类型的重掺杂区的上表面及所述槽体的至少一部分上表面覆盖有第一导电材料，所述第一导电类型的重掺杂区的上表面覆盖有所述第一导电材料。

在一实施例中，在所述第一导电材料之间还设有介质层。

在一实施例中，上述的半导体衬底的下方覆盖有第二导电材料。

在一实施例中，上述的第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型。

在一实施例中，上述的第一导电类型为p型，所述第二导电类型为n型。

本发明实施例还提供一种半导体功率器件，包括：如上所述的终端结构；具有所述第一导电类型的缓冲区，所述缓冲区位于所述半导体衬底的下表面；具有所述第二导电类型的重掺杂的第四半导体区，所述第四半导体区位于所述缓冲区的下表面。

在一实施例中，上述的半导体功率器件为二极管、绝缘栅双极型晶体管器件或垂直双扩散金属-氧化物半导体场效应晶体管器件。

本发明实施例的有益效果在于，通过本发明实施例的结构，可有效缩短器件横向耐压的距离，从而减小终端结构的面积。并且，包覆该槽体的半导体区可使半导体器件具有较高击穿电压，并且可以有效降低器件对界面电荷的敏感度。

附图说明