[发明专利]超级结器件的终端保护结构及制造方法

摘要

本发明公开了一种超级结器件的终端保护结构，采用多晶硅场板和金属场板的组合结构，一多晶硅场板覆盖终端介质膜的台阶结构，且多晶硅场板还覆盖有另两种不同厚度的介质层，能够缓和器件表面的电场。本发明在场板下保持一个浓度较高P型环，能够提高器件在感性电路中应用时的电流处理能力。本发明的终端保护结构中P型柱和N型柱的结构设置，能够保证在感性电路中应用时器件关断并发生电流过冲时，终端保护结构中的类雪崩击穿发生的位置保证在靠近硅片正面的位置，提高器件抗过冲电流能力。本发明还公开了一种超级结器件的终端保护结构及制造方法。本发明能提高器件的耐压特性、电流处理能力和可靠性且不增加工艺成本。

主权项

一种超级结器件的终端保护结构，在一N+硅基片上形成有一N型硅外延层，超级结器件的中间区域为电流流动区，所述电流流动区包含交替排列的形成于所述N型硅外延层中的P型区域和N型区域，一P型背栅形成于各所述P型区域上部或所述P型背栅形成于各所述P型区域上部并延伸到各所述P型区域上部两侧的所述N型区域中，一源区形成于各所述P型背栅中，在所述电流流动区的所述N型硅外延层上部形成有栅氧、栅极以及源极，在所述N+硅基片的背面形成有漏极；其特征在于：在俯视平面上，所述超级结器件的终端保护结构环绕于所述电流流动区的外周并包括至少一P型环、多个P型柱、一沟道截止环、一终端介质膜、至少一多晶硅场板以及至少一金属场板；所述P型环、所述P型柱和所述沟道截止环都呈环状结构、并由内往外依次环绕于所述电流流动区的外周；各所述P型柱由填充于沟槽中的P型硅组成，各所述P型柱形成于所述终端保护结构区域的所述N型硅外延层中、且各所述P型柱依次排列于所述电流流动区的最外侧P型区域和所述沟道截止环间，各所述P型柱和各所述P型柱间的N型硅外延层组成P型柱和N型柱交替式结构；所述P型环形成于所述终端保护结构区域的所述N型硅外延层的表面层中且和所述最外侧P型区域相邻；所述沟道截止环形成于最外侧P型柱外侧的所述N型硅外延层的表面层中；所述终端介质膜形成于所述终端保护结构区域的所述N型硅外延层上，所述终端介质膜的靠近所述电流流动区的一侧具有一台阶结构，所述终端介质膜覆盖了所述台阶结构底部的P型柱到所述最外侧P型柱间的所有所述P型柱；所述多晶硅场板形成于所述终端介质膜上，所述多晶硅场板完全覆盖所述台阶结构并覆盖部分所述终端介质膜；所述多晶硅场板还延伸到所述电流流动区的外侧到所述台阶结构间的所述N型硅外延层上、且所述多晶硅场板的延伸部分覆盖有一个或多个所述P型柱，所述多晶硅场板的延伸部分和其底部的所述N型硅外延层间隔离有栅氧和第二介质层，所述第二介质层的厚度大于所述栅氧的厚度，所述第二介质层至少要覆盖被所述多晶硅场板的延伸部分所覆盖的各所述P型柱的中心区域；一层间膜形成于所述终端保护结构区域的所述N型硅外延层、所述终端介质膜和所述多晶硅场板上；各所述金属场板形成在所述层间膜上。