[发明专利]一种功率半导体器件的场限环终端结构及制备方法

说明书

本发明提供了一种功率半导体器件的场限环终端结构及制备方法，终端结构包括元胞区和终端区，其中，元胞区中远离衬底的一侧设置有主结区，且主结区设置于外延层的表面；终端区包括若干场限环以及一个截止环，截止环设置于终端区远离主结区的边缘，若干场限环依次排列于主结区与截止环之间，且若干场限环间隔于终端区的表面设置；终端区的表面对应于若干场限环覆盖有场氧化层，在场氧化层的表面设置有浮空场板，浮空场板包括对应于场限环的重叠区域，以及对应于相邻场限环之间区域的延伸区域，延伸区域用于吸引空穴。本发明提供的功率半导体器件的场限环终端结构，能够实现更理想的耐压稳定性。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，尤其涉及一种功率半导体器件的场限环终端结构及制备方法。

背景技术

功率半导体器件产品类型有IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、FRD(快恢复二极管)、VDMOS(纵向双扩散金属氧化物半导体)等高压大电流器件。过大电流，需要靠大面积的元胞区；耐高压，需要弱化曲率半径的分压环。

常见的传统高压功率器件的终端结构为场限环设计，即在元胞区阱的外侧设置若干环绕浮空的场环，但是传统的场限环终端结构仍然存在耐压稳定性差的问题，其中一个主要原因是传统的场限环结构终端是设计在器件表面，直接跟终端场氧SiO₂接触，容易受到表面电荷以及界面陷阱电荷的影响。另一种场限环设计是将浮空的场环通过高能注入在终端体内，以便远离场氧SiO₂，但是这两种方案场氧SiO₂内部的电荷还是存在，所以需要设计一种更优化的终端结构，即能让电场峰值出现在体内，又能有效减少场氧电荷的移动而带来的负面影响，实现更理想的耐压稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种功率半导体器件的场限环终端结构及制备方法，旨在解决传统功率半导体器件耐压稳定性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的，本发明第一方面提供一种功率半导体器件的场限环终端结构，包括：元胞区和在所述元胞区外围形成的终端区，所述终端区和所述元胞区包括共同的衬底和沿所述衬底一侧延伸的外延层；其中，

所述元胞区中远离所述衬底的一侧设置有主结区，且所述主结区设置于所述外延层的表面；所述终端区包括若干场限环以及一个截止环，所述截止环设置于所述终端区远离所述主结区的边缘，若干所述场限环依次排列于所述主结区与所述截止环之间，且若干所述场限环与所述终端区的表面间隔设置；所述终端区的表面对应于若干所述场限环的区域覆盖有场氧化层，在所述场氧化层的表面设置有浮空场板，所述浮空场板包括对应于所述场限环的重叠区域以及对应于相邻所述场限环之间区域的延伸区域，所述延伸区域用于吸引空穴。

进一步地，所述浮空场板的数量为1，所述浮空场板包括依次间隔设置的延伸区域，相邻所述延伸区域之间设置重叠区域，所述重叠区域覆盖若干所述场限环。

进一步地，若干所述浮空场板一一对应于若干所述场限环，每组所述浮空场板包括重叠区域以及位于所述重叠区域两侧的延伸区域，所述重叠区域覆盖对应的所述场限环。

进一步地，若干所述浮空场板一一对应于若干所述场限环，每组所述浮空场板包括重叠区域以及位于所述重叠区域一侧的延伸区域，所述重叠区域与对应的所述场限环部分重叠。

进一步地，所述重叠区域与对应的所述场限环部分重叠，包括：

每组所述浮空场板的重叠区域与对应的所述场限环的左侧区域重叠，以及所述延伸区域向所述主结区延展；

或，每组所述浮空场板的重叠区域与对应的所述场限环的右侧区域重叠，以及所述延伸区域向所述截止环延展。

进一步地，所述衬底为N型衬底，对应于所述N型衬底的主结区掺杂形成Pbody，对应于所述N型衬底的截止环为N+型截止环。