[发明专利]一种功率半导体器件超级结终端结构有效
申请号: | 201811444411.4 | 申请日: | 2018-11-29 |
公开(公告)号: | CN111244151B | 公开(公告)日: | 2023-06-23 |
发明(设计)人: | 朱春林;王亚飞;王彦刚;覃荣震;戴小平;罗海辉;刘国友 | 申请(专利权)人: | 株洲中车时代半导体有限公司 |
主分类号: | H01L29/06 | 分类号: | H01L29/06;H01L29/739;H01L29/78 |
代理公司: | 北京聿宏知识产权代理有限公司 11372 | 代理人: | 吴大建;张杰 |
地址: | 412001 湖南省株洲市石峰*** | 国省代码: | 湖南;43 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 功率 半导体器件 超级 终端 结构 | ||
1.一种功率半导体器件超级结终端结构,其特征在于,包括:
位于衬底上的第一导电类型漂移区,在所述漂移区的表面设置有位于有源区外围的终端区,所述终端区包括在所述漂移区的表面设置的与有源区邻接的第二导电类型起始区和远离有源区的第一导电类型场截止环,在所述起始区与场截止环之间,沿着平行于所述场截止环的方向交替分布若干个第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区,其中,所述若干个第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区从所述起始区朝着所述场截止环的方向延伸,并且所述若干个第一导电类型掺杂区与第二导电类型掺杂区设置成能够在阻断状态时彼此完全耗尽;
所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区的一端与所述起始区接触;所述第一导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环不接触,所述第二导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环也不接触,并且在所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环之间设置有第一导电类型过渡区,其中所述第一导电类型过渡区的掺杂浓度与衬底的掺杂浓度相同;所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区的电荷平衡系数与杂质浓度及掺杂区面积相关,相应的关系式如下:
其中,CD为电荷平衡系数,Nd为所述第一导电类型掺杂区的掺杂浓度,Npillar_Area为所述第一导电类型掺杂区面积,Na为所述第二导电类型掺杂区的掺杂浓度,Ppillar_Area为所述第二导电类型掺杂区面积。
2.根据权利要求1所述的功率半导体器件超级结终端结构,其特征在于:
所述第一导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环接触,所述第二导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环接触。
3.根据权利要求1所述的功率半导体器件超级结终端结构,其特征在于:
所述第一导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环接触,所述第二导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环不接触。
4.一种功率半导体器件超级结终端结构,其特征在于,包括:
位于衬底上的第一导电类型漂移区,在所述漂移区的表面设置有位于有源区外围的终端区,所述终端区包括在所述漂移区的表面设置的与有源区邻接的第二导电类型起始区和远离有源区的第一导电类型场截止环,在所述起始区与场截止环之间,设置有平行于所述场截止环的若干个第二导电类型限场环,使得所述起始区与场截止环之间被分为若干区段,在每一个所述区段中,沿着平行于所述场截止环的方向交替分布若干个第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区,其中,所述若干个第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区从所述起始区朝着所述场截止环的方向延伸,并且所述若干个第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区设置成能够在阻断状态时彼此完全耗尽;
在每一个区段中,所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区的一端与所述起始区/限场环接触;并且,在除了与所述场截止环相邻的区段的其他每一个区段中,所述第一导电类型掺杂区的另一端与所述限场环接触,第二导电类型掺杂区的另一端与所述限场环不接触;在与所述场截止环相邻的区段中,所述第一导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环不接触,所述第二导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环也不接触,并且在所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环之间设置有第一导电类型过渡区,其中所述第一导电类型过渡区的掺杂浓度与衬底的掺杂浓度相同;所述第一导电类型掺杂区和第二导电类型掺杂区的电荷平衡系数与杂质浓度及掺杂区面积相关,相应的关系式如下:
其中,CD为电荷平衡系数,Nd为所述第一导电类型掺杂区的掺杂浓度,Npillar_Area为所述第一导电类型掺杂区面积,Na为所述第二导电类型掺杂区的掺杂浓度,Ppillar_Area为所述第二导电类型掺杂区面积。
5.根据权利要求4所述的功率半导体器件超级结终端结构,其特征在于:
在与所述场截止环相邻的区段中,所述第一导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环接触,所述第二导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环接触。
6.根据权利要求4所述的功率半导体器件超级结终端结构,其特征在于:
在与所述场截止环相邻的区段中,所述第一导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环接触,所述第二导电类型掺杂区的另一端与所述场截止环不接触。
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