[实用新型]功率晶体管的结终端结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制备技术领域，特别是涉及一种功率晶体管的结终端结构。

背景技术

高压功率晶体管例如VDMOS(VerticalDouble-DiffusionMOSFET<Metal-Oxide-SemiconductorFeld-EffectTransistor>)，垂直双扩散金属-氧化物-半导体场效应晶体管)和IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)的有源区边缘由于离子注入以及扩散时形成的圆柱结和球面结的电场集中效应，使得击穿电压降低较多。传统的功率晶体管多采用场限环与多晶场板结合、场限环与金属场板结合的技术。虽然这些技术可以使高压功率晶体管的常规性能参数达到要求，但是，采用常规的场限环与多晶硅场板(或者金属场板)的组合技术时，器件的高温漏电常常较大。高温反偏后，高压功率晶体管的高温漏电使器件长时间发热受到损伤，进而导致高压功率器件的常温击穿电压会降低几十伏或者几百伏。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种可以提高功率晶体管的击穿电压的结终端结构。

一种功率晶体管的结终端结构，形成于所述功率晶体管的有源区外围，所述结终端结构包括：第一导电类型的衬底；形成于所述衬底上且由内向外依次设置的过渡场限环、场限环和截止环；所述过渡场限环和所述场限环均为第二导电类型的掺杂区；所述截止环为第一导电类型的掺杂区；以及分压保护结构；所述分压保护结构包括栅氧化层、场氧化层、第一介质层、第二介质层、多晶硅场板和金属场板；所述栅氧化层形成于各掺杂区表面；所述场氧化层、所述第一介质层和所述第二介质层形成于各掺杂区一侧的衬底上且呈台阶依次向上分布；所述场氧化层的厚度大于所述栅氧化层的厚度；所述多晶硅场板部分覆盖所述栅氧化层且部分覆盖所述场氧化层；所述第一介质层设置有第一接触孔，所述第一接触孔贯穿所述第一介质层且与所述多晶硅场板相连；所述金属场板部分覆盖所述第一介质层和所述第二介质层；所述金属场板与所述多晶硅场板通过所述第一接触孔连接。

在其中一个实施例中，所述栅氧化层的厚度为500埃～1200埃；所述场氧化层的厚度为10000埃～20000埃。

在其中一个实施例中，所述第一介质层为硼磷硅玻璃层，所述第二介质层为磷硅玻璃层；所述分压保护结构还包括形成于所述第一介质层和所述第二介质层之间的隔离层；所述隔离层的表面由所述第二介质层完全覆盖。

在其中一个实施例中，所述隔离层为氮化硅隔离层。

在其中一个实施例中，所述第一介质层的厚度为12000埃～17000埃；所述第二介质层的厚度为38000埃～46000埃；所述隔离层的厚度为1000埃～2000埃。

在其中一个实施例中，所述第一介质层和所述第二介质层均为磷硅玻璃层。

在其中一个实施例中，所述第一接触孔设置于所述多晶硅场板上远离位于所述多晶硅场板下方的掺杂区的一端。

在其中一个实施例中，所述第一介质层形成于所述栅氧化层、所述场氧化层、所述多晶硅场板表面；所述第一介质层还设置有第二接触孔，所述第二接触孔贯穿所述栅氧化层、所述第一介质层且与各掺杂区表面相连；所述第二接触孔用于实现各掺杂区与位于各掺杂区上方的金属场板之间的连接。

在其中一个实施例中，所述第一导电类型为N型，所述第二导电类型为P型。

上述功率晶体管的结终端结构，场氧化层、第一介质层以及第二介质层呈台阶分布，从而使得多晶硅场板和金属场板通过第一接触孔连接形成三台阶复合场板结构。形成的三台阶复合场板结构可以将结终端结构的电场由半导体内部转移到场氧化层、第一介质层和第二介质层上，使得半导体体内电场减小，从而提高了功率晶体管器件的击穿电压。

附图说明

图1为一实施例中的功率晶体管的有源区和结终端结构的俯视示意图；

图2为一实施例中的功率晶体管的结终端结构的剖面示意图；

图3为图2中的功率晶体管中的结终端结构的分压保护结构的剖面示意图；

图4为图2中的功率晶体管的结终端结构耐压的等效示意图；

图5为图2中的功率晶体管的结终端结构的表面一维电势分布图；

图6为图2中的功率晶体管的结终端结构的表面一维电场分布图；

图7为图2中的功率晶体管的结终端结构的表面一维漏电曲线图；

图8为图2中的功率晶体管的结终端结构的表面一维碰撞电离分布图。

具体实施方式