半导体器件的制作方法

专利2026-08-29  4


本申请涉及半导体,尤其涉及一种半导体器件。


背景技术:

1、mosfet(金属氧化物半导体场效应晶体管)是一种常用的半导体器件,有着高电压高电场高电流的特性,以及具有高速、低功耗和可靠性等优点,被广泛应用于电子设备和集成电路中。

2、在一些特定的高功率应用中,为了保护mosfet免受过电压或过电流的损害,需要采用终端保护技术;传统的场限环终端保护技术,多个场限环环绕有源区形成保护,通过控制环宽、环间距,将有源区的高电场通过环间距逐步释放,形成多个较低的电场尖峰,从而保护器件不被高电场直接击穿。

3、但是,场限环终端随着环数量的增加,外围环的承压越来越低,对器件耐压的提升效果越来越差,会造成芯片面积的浪费。


技术实现思路

1、本申请提供一种半导体器件,能够以更小的终端面积来实现保护器件不发生提前反向击穿的效果。

2、为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种半导体器件,包括:衬底;半导体外延层,设置在所述衬底上,所述衬底和所述半导体外延层均具有第一导电类型,所述半导体外延层包括:有源区,围绕所述有源区外的边缘终端区;终端掺杂结构,设置于所述边缘终端区内,且从所述边缘终端区表面向所述衬底的第一方向延伸,所述终端掺杂结构具有第二导电类型,所述终端掺杂结构包括:围绕所述有源区外的主结结构,以及设置于所述主结结构相对的第一侧和第二侧的若干叉状结构;其中,相邻两个所述叉状结构间隔设置,且每个所述叉状结构包括主干部和至少两个第一分叉部,所述主干部的第一端与所述主结结构连接,所述主干部的第二端朝向背离所述有源区的第二方向延伸;所述第一分叉部设置于所述主干部的第二端且朝向所述第二方向延伸。

3、区别于现有技术,本申请的有益效果是,本申请提供的半导体器件,包括设置于边缘终端区内的终端掺杂结构,且终端掺杂结构包括围绕有源区外的主结结构,以及设置于主结结构相对的第一侧和第二侧的若干叉状结构;其中,相邻两个叉状结构间隔设置,且每个叉状结构包括主干部和至少两个第一分叉部,主干部的第一端与主结结构连接,主干部的第二端朝向背离有源区的第二方向延伸;第一分叉部设置于主干部的第二端且朝向第二方向延伸。具体的,通过上述设置,在器件受到反向电压时,主结结构与主结相接的叉状结构与半导体外延层形成反偏pn结,相较于浮空的场限环,形成的pn结内建电场更强,能够承担更强反向电场,以此能够实现以更小的终端面积来实现保护器件不发生提前反向击穿的效果。



技术特征:

1.一种半导体器件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,还包括:

3.根据权利要求2所述的半导体器件,其特征在于,若干所述叉状结构的结构以及尺寸相同;相邻两个所述叉状结构之间的间距相同。

4.根据权利要求2所述的半导体器件,其特征在于,相邻两个所述叉状结构之间的距离,小于等于每个所述叉状结构中相邻两个所述第一分叉部的第二端之间的距离。

5.根据权利要求2所述的半导体器件,其特征在于,相邻两个所述主干部之间的距离,大于相邻的两个所述叉状结构之间的距离;

6.根据权利要求2所述的半导体器件,其特征在于,每个所述叉状结构均为轴对称图形,且每个所述叉状结构的对称轴与该所述叉状结构中的所述主干部的延伸方向重合。

7.根据权利要求6所述的半导体器件,其特征在于,每个所述叉状结构中包含两个所述第一分叉部,且每个所述叉状结构中的两个所述第一分叉部之间具有第一夹角,所述第一夹角的角度范围120-150°。

8.根据权利要求6所述的半导体器件,其特征在于,每个所述叉状结构中包含三个所述第一分叉部,三个所述第一分叉部的第一端均与所述主干部的第二端连接,三个所述第一分叉部的第二端朝向所述第二方向延伸且间隔设置。

9.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述终端掺杂结构还包括:

10.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,在所述第二方向上,位于所述主结结构同一侧的若干所述条形掺杂结构的长度呈减小趋势。

11.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,在所述第二方向上,相邻两个所述条形掺杂结构之间的距离呈增大趋势。

12.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,在所述第二方向上,若干所述条形掺杂结构朝向第一方向延伸的深度呈减小趋势。

13.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,靠近所述主结结构的所述条形掺杂结构,与靠近所述主结结构边缘的所述叉状结构之间的距离,等于相邻两个所述叉状结构之间的距离;

14.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,在所述第二方向上,所述叉状结构的掺杂浓度呈降低趋势;以及若干所述条形掺杂结构的掺杂浓度呈降低趋势。

15.根据权利要求9所述的半导体器件,其特征在于,若干所述主结结构上的第一分叉部的宽度均相同,若干所述条形掺杂结构的宽度均相同,且每个所述条形掺杂结构的宽度与所述第一分叉部的宽度相同。

16.根据权利要求6所述的半导体器件,其特征在于,每个所述叉状结构还包括若干第二分叉部;

17.根据权利要求16所述的半导体器件,其特征在于,每个所述叉状结构中包含两个所述第一分叉部,且每个所述叉状结构中的两个所述第一分叉部之间具有第一夹角;

18.根据权利要求1所述的半导体器件,其特征在于,所述终端掺杂结构还包括:

19.根据权利要求18所述的半导体器件,其特征在于,若干所述叉齿结构的结构以及尺寸相同;相邻两个所述叉齿结构之间的间距相同。

20.根据权利要求18所述的半导体器件,其特征在于,相邻两个所述主体部之间的距离,大于相邻的两个所述叉齿结构之间的距离;


技术总结
本申请提供一种半导体器件,包括衬底、半导体外延层以及终端掺杂结构。其中,终端掺杂结构设置于半导体外延层的边缘终端区内,且终端掺杂结构包括围绕有源区外的主结结构,以及设置于主结结构相对的第一侧和第二侧的若干叉状结构;其中,相邻两个叉状结构间隔设置。具体的,通过上述设置,在器件受到反向电压时,主结结构与主结相接的叉状结构与半导体外延层形成反偏PN结,相较于浮空的场限环,形成的PN结内建电场更强,能够承担更强反向电场,以此能够实现以更小的终端面积来实现保护器件不发生提前反向击穿的效果。

技术研发人员:刘杰,郭元旭,李立均,王敏,周豪,龚文涛
受保护的技术使用者:湖南三安半导体有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
转载请注明原文地址:https://doc.8miu.com/read-1833602.html

最新回复(0)