[实用新型]一种截止型结终端扩展分压结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及功率器件领域，特别是涉及一种截止型结终端扩展分压结构。

背景技术

功率器件的最重要性能就是阻断高压，器件经过设计可以在PN结，金属-半导体接触，MOS界面的耗尽层上承受高压，随着外加电压的增大，耗尽层电场强度也会增大，最终超过材料极限出现雪崩击穿。在器件边缘耗尽区电场曲率增大，会导致电场强度比管芯内部大，在电压升高的过程中管芯边缘会早于管芯内部出现雪崩击穿，为了最大化器件的性能，需要在器件边缘设计分压结构，减少有源区（元胞区）边缘PN结的曲率，使耗尽层横向延伸，增强水平方向的耐压能力，使器件的边缘和内部同事发生击穿。截止环在分压结构和划片槽区域之间，分布在芯片的最外围，在高可靠性要求和模块封装的器件上是不可缺少的。

场限环技术是目前功率器件中最为普遍采用的分压结构之一。它的工艺非常简单，可以与有源区一起扩散形成，无需增加工艺步骤。主结余场限环的间距、结深、环的宽度及环的个数都会影响到击穿电压的大小。如果间距选取的合适，使得主结与环结的电场强度同时达到临界击穿场强，则可以获得最高的击穿电压。一般情况下击穿电压随着环的个数的增加而增大，但并非线性增加。环的个数越多，占用芯片面积越大，设计时应考虑环个数与击穿电压大小。

目前常用的两种不同场限环结构工作原理为：工作原理是反向工作时，P型注入区形成耗尽层逐渐缓解有源区的电场集中现象，提高击穿电压。如果P型注入区的耗尽层延伸到划片槽区域/截止环区域，由于该区域的表面缺陷较多，会出现提前击穿的现象。另外，P型区域的耗尽层和器件表面相交处会出现电场集中现象，通过改变耗尽层形状可以提高击穿电压。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种截止型结终端扩展分压结构，包括由外至内逐层套设的划片槽区域、截止环、分压区域和有源区域，所述分压区域包括设置于截止环与有源区域之间的N型外延区域，所述N型外延区域靠近有源区域一侧设置有若干P型注入区域，所述N型外延区域靠近截止环一侧还设置有第二P型注入区域，所述P型注入区域与第二P型注入区域不连续。

本实用新型的工作原理为：本实用新型提出了一种新型功率器件截止分压结构，在分压区域最外端增加第二P型注入区，反向工作时最外端的第二P型注入区和分压区域的其余P型注入区域形成的耗尽层边界不连续。既保证了耗尽层边界不扩展到划片槽区域，由于最外端的第二P型注入区的存在，耗尽层的形状会有变化，缓解了电场集中的现象。这种结构亿能够消除表面积累的电场对分压结构的影响，能够最大化分压环的作用，提高器件性能。具体说明如下：

该结构由环状套设在一起的多个区域构成。自最外层逐层向内依次为划片槽区域、截止环、分压区域和有源区域，本实用新型重点改进分压区域结构，分压区域包括填充于截止环与有源区域之间的N型外延区域，N型外延区域靠近有源区域一侧设有若干P型注入区域，还在N型外延区域靠近截止环一侧设置有第二P型注入区域。P型注入区域和第二P型注入区域不连续。

进一步的，所述N型外延区域与P型注入区域之间形成有耗尽层边界。

进一步的，所述N型外延区域与第二P型注入区域之间形成有第二耗尽层边界。

依据1999年出版的《厦门大学学报（自然科学版）》，定量分析功率器件GA T的栅屏蔽效应篇中对功率器件耗尽层的定量分析实验数据证明，耗尽层边界在适当电荷补偿的情况下其形状是可控变化的。

进一步的，所述耗尽层边界与第二耗尽层边界不连续。

依据上述原理，使耗尽层边界与第二耗尽层边界在扩散过程中不接触，保证了耗尽层不扩展到划片槽区域，缓解了电场集中的现象。

进一步的，所述第二P型注入区域一侧还设置有N型注入区域。

N型注入区域用以辅助补偿电荷，控制第二P型注入区域外围耗尽层的扩散方向及形状。

进一步的，还包括连接于所述N型外延区域底部的衬底，所述衬底还与划片槽区域、截止环和有源区域连接。

衬底用于承托整个功率器件各层结构，起到固定连接的作用。

本实用新型的有益效果为：本实用新型提出了一种新型功率器件截止分压结构，在分压区域最外端增加第二P型注入区，反向工作时最外端的第二P型注入区和分压区域的其余P型注入区域形成的耗尽层边界不连续。既保证了耗尽层边界不扩展到划片槽区域，由于最外端第二P型注入区的存在，耗尽层边界的形状会有变化，缓解了电场集中的现象。这种结构亿能够消除表面积累的电场对分压结构的影响，能够最大化分压环的作用，提高器件性能。

附图说明