[发明专利]半导体器件及其结边缘区有效
申请号: | 201910724064.9 | 申请日: | 2019-08-07 |
公开(公告)号: | CN110556427B | 公开(公告)日: | 2021-01-08 |
发明(设计)人: | 杜文芳 | 申请(专利权)人: | 南京芯舟科技有限公司 |
主分类号: | H01L29/78 | 分类号: | H01L29/78;H01L29/40 |
代理公司: | 北京汇泽知识产权代理有限公司 11228 | 代理人: | 亓赢 |
地址: | 210000 江苏省南京市浦口区*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体器件 及其 边缘 | ||
1.一种半导体器件的终端区,其特征在于,所述终端区包括:
第一导电类型的半导体衬底;
第一导电类型的外延层,邻接设置在所述半导体衬底的上方;
第二导电类型的过渡区,设置在所述外延层表面邻接有源区的部位;
第二导电类型的多数个浮空区,分隔设置于所述半导体衬底与所述外延层之间;
绝缘介质,设置于所述外延层表面;以及
半导体区,设置于所述半导体衬底的底部;
多数个浮空场限环,分隔设置于所述外延层表面,所述绝缘介质覆盖部分或全部的所述多数个浮空场限环;
部分或全部的所述多数个浮空场限环的上方设置有场板;所述场板穿过所述绝缘介质而与位置对应的浮空场限环相接触;或者,所述场板与其对应的浮空场限环通过所述绝缘介质相隔离;
所述外延层为多层外延层,部分或全部层级皆设置有所述多数个浮空区;
其中,所述多数个浮空区与所述多数个浮空场限环的数量为相同或相异;所述多数个浮空区与所述多数个浮空场限环为全部相连接或部分相连接;
其中,当所述半导体区处于高电位,所述过渡区处于低电位或接地,所述半导体器件承受反向压降,所述过渡区与所述外延层及所述半导体衬底形成的PN结为主结区,所述外延层开始耗尽;当反向压降增加,所述半导体衬底开始有部分耗尽,所述外延层的耗尽区从过度区朝向终端区延伸而依序达到各个所述浮空场限环,所述半导体衬底内的耗尽区从过度区朝向终端区延伸而依次到达各个所述浮空区;其中,各个所述浮空区与各个所述浮空场限环部分耗尽,部分耗尽的各个所述浮空区与部分耗尽的所述半导体衬底,部分耗尽的各个所述浮空场限环与部分耗尽的所述外延层,其形成的PN结会分担所述PN主结承受的反向压降。
2.如权利要求1所述半导体器件的终端区,其特征在于,所述多数个浮空区与所述多数个浮空场限环的位置以垂直方向相对应设置、交错配置、或是部分位置对应配置,部分位置为交错配置。
3.如权利要求1所述半导体器件的终端区,其特征在于,所述多数个浮空场限环的间距为等距或不等距;所述多数个浮空场限环的宽度为相等或不相等。
4.如权利要求1所述半导体器件的终端区,其特征在于,还包括第一导电类型的场截止环,设置于所述外延层且位于所述外延层表面,所述场截止环与所述过渡区分隔设置。
5.如权利要求1所述半导体器件的终端区,其特征在于,所述多数个浮空区的间距为等距或不等距;所述多数个浮空区的宽度为相等或不相等。
6.如权利要求1所述半导体器件的终端区,其特征在于,所述第一导电类型为N型,所述第二导电类型为P型;或者,所述第一导电类型为P型,所述第二导电类型为N型。
7.如权利要求1所述半导体器件的终端区,其特征在于,所述半导体衬底与所述外延层的浓度为相同或相异。
8.一种半导体器件,包括有源区与终端区,其特征在于,所述终端区包括:
N型半导体衬底;
N型外延层,设置在所述半导体衬底的上方,所述外延层为材质相同于所述半导体衬底材质的同质外延层,或者为材质相异于所述半导体衬底材质的异质外延层;
P型过渡区,设置在所述外延层表面邻接有源区的部位;
N型场截止环,设置于所述外延层且位于所述外延层表面,所述场截止环与所述过渡区分隔设置;
多数个P型浮空区,分隔设置于所述N型半导体衬底邻接所述N型外延层的部位;以及
N型半导体区,设置在所述N型半导体衬底的底部;
多数个P型浮空场限环,分隔设置于所述N型外延层表面,绝缘介质覆盖部分或全部的所述多数个P型浮空场限环;
部分或全部的所述多数个P型浮空场限环的上方设置有场板;所述场板穿过所述绝缘介质而与位置对应的P型浮空场限环相接触;或者,所述场板与其对应的P型浮空场限环通过所述绝缘介质相隔离;
所述N型外延层为多层外延层,部分或全部层级皆设置有所述多数个P型浮空区;
其中,所述多数个P型浮空区与所述多数个P型浮空场限环的数量为相同或相异;所述多数个P型浮空区与所述多数个P型浮空场限环为全部相连接或部分相连接;
其中,当所述N型半导体区处于高电位,所述半导体器件的P型过渡区处于低电位或接地,所述半导体器件承受反向压降,所述P型过渡区与所述N型外延层及所述半导体衬底形成的PN结为主结区,所述N型外延层开始耗尽;当反向压降增加,所述N型半导体衬底开始有部分耗尽,所述N型外延层的耗尽区从P型过度区朝向终端区延伸而依序达到各个所述P型浮空场限环,所述N型半导体衬底内的耗尽区从P型过度区朝向终端区延伸而依次到达各个所述P型浮空区;其中,各个所述P型浮空区与各个所述P型浮空场限环部分耗尽,部分耗尽的各个所述P型浮空区与部分耗尽的所述N型半导体衬底,部分耗尽的各个所述P型浮空场限环与部分耗尽的所述N型外延层,其形成的PN结会分担所述PN主结承受的反向压降。
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