[发明专利]一种功率半导体器件

说明书

一种功率半导体器件，其包括：具有第一导电类型的衬底；有源区，其设置在衬底中并具有第二导电类型；若干场限环，其设置在衬底中并具有第二导电类型，有源区设置在场限环所形成的环形内部。相较于现有的功率半导体器件，本功率半导体器件中各个场限环的环宽之间存在基于环宽调整系数的函数关系，此外，各个场限环的间距之间还可以存在基于间距调整系数的函数关系，设计人员在对功率半导体器件进行设计制作时，通过调整场限环结构调节因子(包括环宽调整系数和间距调整系数)，即可快速有效地调节场限环终端结构，从而获得各种具有不同环宽和环间距的终端结构作为NGV‑FLR终端设计的备选方案。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体地说，涉及一种功率半导体器件。

背景技术

场限环技术是现代功率半导体器件(例如IGBT)一种常用的终端保护技术。该技术在器件有源区的外边缘引入一个或多个与硅衬底掺杂类型相反而杂质浓度远高于衬底浓度的环形区域(通常称之为“场限环”或“场环”)以提升器件阻断时的击穿电压。

当功率半导体器件关断承受反向偏压时，从有源区向外扩展的耗尽层延伸至场限环处会发生穿通，从而减小耗尽层边缘的曲率，使耗尽层的边缘变得相对平滑。减小耗尽层的曲率可有效减小电场集中所带来的负面影响，进而有效提升器件的击穿电压。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种功率半导体器件，所述功率半导体器件包括：

具有第一导电类型的衬底；

有源区，其设置在所述衬底中并具有第二导电类型；

若干场限环，其设置在所述衬底中并具有第二导电类型，所述有源区设置在所述场限环所形成的环形内部。

根据本发明的一个实施例，所述功率半导体器件包括多个场限环，所述多个场限环围绕所述有源区环形分布。

根据本发明的一个实施例，所述多个场限环的环宽具有如下特征：

W_i+1＝W_i-K₁

K₁≥0

其中，W_i+1和W_i分别表示沿所述有源区向所述场限环延伸方向第i+1个场限环的宽度和第i个场限环的宽度，K₁表示第一环宽调整系数。

根据本发明的一个实施例，所述多个场限环的环宽具有如下特征：

W_i+1＝K₂W_i

0＜K₂≤1

其中，W_i+1和W_i分别表示沿所述有源区向所述场限环延伸方向第i+1个场限环的宽度和第i个场限环的宽度，K₂表示第二环宽调整系数。

根据本发明的一个实施例，所述多个场限环的间距具有如下特征：

G_i+1＝G_i+K₃

K₃≥0

其中，G_i+1表示沿所述有源区向所述场限环延伸方向第i+1个场限环与第i个场限环的间距，G_i表示沿所述有源区向所述场限环延伸方向第i个场限环与第i-1个场限环的间距，K₃表示第一间距调整系数。

根据本发明的一个实施例，所述多个场限环的间距具有如下特征：