[发明专利]自适应电荷平衡的边缘终端

说明书

相关申请的交叉引用

本申请与2012年5月30日提交的、题目为“Adaptive Charge Balanced Edge Termination”、序列号为13/484,114的美国专利申请相关并要求其优先权，该美国申请通过引用完全的并入本文。

背景技术

在例如二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)器件、双极结型晶体管(BJT)器件等半导体器件中具有用来增加P-N结的击穿电压的不同类型的边缘终端(edge termination)结构。已经开发各种边缘终端结构，包括例如场板结构、具有或没有场板的场限环、结终端扩展(junction termination extension，JTE)以及它们的变形。然而，需要开发在指定P-N结上利用尽可能小的宽度能够实现理想的平面击穿电压的边缘终端结构。

发明内容

根据本发明的各种实施例提供有效、可制造以及稳健的边缘终端技术，该技术利用更小的宽度能够在指定P-N结上实现理想的平面击穿电压。

在一实施例中，半导体器件可以包括包含第一类型掺杂剂的衬底。所述半导体器件还可以包括外延层，外延层位于所述衬底上并且包括与所述衬底相比更低浓度的第一类型掺杂剂。此外，所述半导体器件可以包括结扩展区域，结扩展区域位于所述外延层中并且包括第二类型掺杂剂。进一步，所述半导体器件可以包括一组经隔离的窄且浅的场环，该组场环与所述结扩展区域物理接触并且包括与所述结扩展区域相比更高浓度的第二类型掺杂剂。而且，所述半导体器件可以包括与所述一组场环物理接触的边缘终端结构。

在另一实施例中，方法可以包括在半导体器件的外延层的上表面中形成结扩展区域。所述外延层可以包括第一类型掺杂剂以及所述结扩展区域可以包括第二类型掺杂剂。进一步地，所述方法可以包括形成一组经隔离的窄且浅的场环，该组场环与所述结扩展区域物理接触并且包括与所述结扩展区域相比更高浓度的第二类型掺杂剂。此外，所述方法可以包括形成与所述一组场环物理接触的边缘终端结构。

在另外一个实施例中，金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件可以包括包含第一类型掺杂剂的衬底。而且，所述MOSFET器件可以包括外延层，外延层位于所述衬底上并且包括与所述衬底相比浓度更低的第一类型掺杂剂。进一步，所述MOSFET器件可以包括结扩展区域，结扩展区域位于所述外延层中并且包括第二类型掺杂剂。此外，所述MOSFET器件可以包括一组经隔离的窄且浅的场环，该组场环与所述结扩展区域物理接触并且包括与所述结扩展区域相比更高浓度的第二类型掺杂剂。进一步地，所述MOSFET器件可以包括与所述一组场环物理接触的边缘终端结构。

在发明内容中已经详细描述根据本发明的特定实施例，然而，需要注意的是，本发明以及所要求保护的主题不以任何方法受限于这些实施例。

附图说明

结合附图，根据本发明的各个实施例通过举例的方式而非通过限制的方式进行说明。需要注意的是在整个附图中相同的参考标号表示相同的元件。

图1为根据本发明的各个实施例的半导体器件的自适应电荷平衡的边缘终端的侧面剖视图。

图2为常规的单区结终端扩展(JTE)的侧面剖视图。

图3为对常规的JTE和根据本发明的各个实施例的自适应电荷平衡的边缘终端中的电荷变化的击穿电压灵敏度的对比图。

图4示出了根据本发明的各个实施例的自适应电荷平衡的边缘终端的击穿电压对于结扩展电荷的依赖。

图5示出了单区结终端扩展的击穿电压对于结扩展电荷的依赖。

图6-10示出了根据本发明的各个实施例的半导体器件的自适应电荷平衡的边缘终端的制备工艺。

图11示出了根据本发明的各个实施例的方法的流程图。

除非特殊说明，本发明所涉及的附图不应该理解为按比例绘制。

具体实施方式