[发明专利]一种高压功率芯片的深结复合终端结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高压功率芯片的深结复合终端结构，所述复合终端结构包括:横向变掺杂区域、结终端延伸区域和SIPOS结构；所述横向变掺杂区域为在多个不同渐变掺杂区窗口的遮掩下注入铝离子，再经高温扩散形成的区域；所述结终端延伸区域设置在所述横向变掺杂区域(VLD)的末端，并与所述横向变掺杂区域呈部分交叠设置，所述结终端延伸区域(JTE)为棚离子在高温下扩散形成的区域；所述SIPOS结构设置在所述横向变掺杂区域和结终端延伸区域的上部。本发明将SIPOS结构覆盖于横向变掺杂区域和结终端延伸区域之上来减少终端区的面积，提高其终端效率，降低界面电荷对终端结构击穿电压的影响，达到在存在界面电荷的情况下满足3.3kV等级的耐压要求。

技术领域

本发明涉及半导体器件设计技术领域，特别涉及一种高压功率芯片的深结复合终端结构及其制备方法。

背景技术

终端结构的设计是半导体器件的关键技术之一，与器件的击穿电压密切相关。

在半导体器件反偏耐压时，器件内部的pn结扩展延伸致表面，使表面的峰值电场高于体内，导致击穿发生在表面，同时，当碰撞电离在表面发生时，电离过程产生的热载流子易进入钝化层，在钝化层内部形成固定电荷,改变电场分布，使器件性能不稳定，可靠性下降。终端技术是降低表面电场、提高终端耐压的直接方法。目前，对于功率半导体器件来讲，终端区的结构设计主要是场环结构、场板加场环复合结构等但是场环结构占用芯片面积大且受界面电荷影响较大，场板加场环复合结构设计复杂。并且对于高压深结功率器件，VLD末端仍存在曲率集中的问题，而VLD与JTE结构受界面电荷影响较大。因此，减少终端区的面积，提高其终端效率，降低界面电荷对终端结构击穿电压的影响也是目前功率器件技术发展的重要方向之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压功率芯片的深结复合终端结构及其制备方法，以减少终端区的面积，提高其终端效率，降低界面电荷对终端结构击穿电压的影响。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种高压功率芯片的深结复合终端结构，所述复合终端结构包括:横向变掺杂区域、结终端延伸区域和SIPOS结构；

所述横向变掺杂区域为在多个不同渐变掺杂区窗口的遮掩下注入铝离子，再经高温扩散形成的区域；

所述结终端延伸区域设置在所述横向变掺杂区域的末端，并与所述横向变掺杂区域呈部分交叠设置，所述结终端延伸区域为棚离子在高温下扩散形成的区域；

所述SIPOS结构设置在所述横向变掺杂区域和结终端延伸区域的上部。

可选的，多个不同渐变掺杂区窗口分别为80μm渐变掺杂区窗口、70μm渐变掺杂区窗口、60μm渐变掺杂区窗口、50μm渐变掺杂区窗口、40μm渐变掺杂区窗口、30μm渐变掺杂区窗口和10μm渐变掺杂区窗口。

可选的，所述渐变掺杂区窗口的长度与遮掩的长度的和为85μm。

可选的，所述横向变掺杂区域的结深最大深度为127μm，所述横向变掺杂区域的长度为720μm。

可选的，所述结终端延伸区域的结深为13μm，所述横向变掺杂区域的长度为280μm，所述横向变掺杂区域与所述结终端延伸区域交叠的部分的长度为140μm。

可选的，所述SIPOS结构的厚度为3μm，介电常数为9，电阻率为1e10Ω·m。

可选的，所述复合终端结构包括截止环，所述截止环设置在终端结构的终端区域的最边缘处。

一种高压功率芯片的深结复合终端结构的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

在终端结构的终端区域选取铝离子注入位置和棚离子注入位置；