具有变化深度的补偿区域与窄边缘结构的组合的超结器件的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型涉及具有变化深度的补偿区域与窄边缘结构的组合的超结器件。一种超结器件包括：半导体主体，其具有第一表面；第一导电类型的内区，其部署在半导体主体中，并且毗连半导体主体的第一表面；漏极区，其毗连内区；边缘区域中的多个同心场限环；以及中央区域中的单元阵列，其包括多个单元；其中，在每个单元中，第二导电类型的基区部署在半导体主体中并且毗连半导体主体的第一表面；第一导电类型的源极区部署在基区中并且毗连半导体主体的第一表面；第二导电类型的补偿区域部署在半导体主体中并且毗连基区；其中，在一部分单元中，补偿区域具有减少的深度。
【专利说明】具有变化深度的补偿区域与窄边缘结构的组合的超结器件
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及半导体器件领域，具体地说，涉及具有变化深度的补偿区域与窄 边缘结构的组合的超结器件。
【背景技术】
[0002] 现代超结器件的特征在于越来越小的间距大小和器件面积。这个趋势由允许更小 的开关损耗的Eoss的减少、导致了对于栅极驱动器的功率和大小更低的要求的减少的栅 极电荷驱动，并且甚至由单位芯片面积的导通电阻（Rdson)的减少驱动，其中Eoss是存储 在器件的输出电容Coss中的能量。针对大的芯片面积，小的单位芯片面积的Rdson是减少 芯片成本的主要因素，并且其允许针对给定的封装大小提供较小的Rdson值。对于小的芯 片大小，单个芯片的有源面积部分变得更小，这是因为不能减少边缘区域的宽度以及焊盘 区域。因此，由于小的芯片大小，边缘区域的优化设计（即窄边缘区域)是减少芯片成本的另 一个方式。
[0003] 对于任何缩小的主要要求在于：器件在极端工作模式下仍然保持其鲁棒性，例如 在雪崩条件或短路条件下仍然保持其鲁棒性。
[0004] 芯片大小的减少导致了标准工作模式下以及尤其是极端工作模式下(像雪崩条件 下)的更高的电流密度。由于电流密度是针对雪崩鲁棒性的限制性因素，所以如果不采取其 它措施的话，那么随着芯片的缩小，雪崩鲁棒性将变差。
[0005] 随着在完全均匀的器件中不断增加的漏极-源极电压（VDS)，雪崩生成均匀地开始 于所有单元中。由于实际上没有制造工艺是完全均匀的，所以雪崩生成将开始于器件中未 定义的点，并且具有显著电流的点可能移动到任何其它点。结果，电流丝化（fi 1 amentat i on ) 可能发生。同样，边缘区域中的显著的雪崩生成也不能完全避免。 实用新型内容
[0006] 本实用新型的目的在于提供至少一种方案来解决上述问题。
[0007] 根据本实用新型的一个方面，提供了一种超结器件，所述超结器件包括：
[0008] 半导体主体，其具有第一表面；
[0009] 第一导电类型的内区，其部署在半导体主体中，并且毗连半导体主体的第一表 面；
[0010] 漏极区，其毗连内区；
[0011] 边缘区域中的多个同心（concentrical)场限环（field limiting ring);以及
[0012] 中央区域中的单元阵列，其包括多个单元；
[0013] 其中，在每个单元中，
[0014] 第二导电类型的基区部署在半导体主体中并且毗连半导体主体的第一表面；
[0015] 第一导电类型的源极区部署在基区中并且毗连半导体主体的第一表面；
[0016] 第二导电类型的补偿区域部署在半导体主体中并且毗连基区；
[0017] 其中，在一部分单元中，
[0018] 补偿区域具有减少的深度。
[0019] 优选地，每个同心场限环包括硅场限环和硅场限环之上的多晶硅场限环。更进一 步，在每个同心场限环中，多晶硅场限环在转角部分连接到硅场限环。可替换地，在每个同 心场限环中，多晶硅场限环在整个环上连接到硅场限环。可替换地，在每个同心场限环中， 多晶硅场限环直接定位在硅场限环上。
[0020] 优选地，补偿区域的掺杂浓度低于基区的掺杂浓度。
[0021] 优选地，内区的掺杂浓度是变化的。更进一步，内区的掺杂浓度在朝着漏极区的方 向上增加或减小。
[0022] 优选地，在边缘区域中，第二导电类型的补偿区域部署在半导体主体中并且位于 多个同心场限环之下，并且该补偿区域中的一些具有减少的深度。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 本实用新型的这些和其它特征和优点将通过以下参考附图的详细描述而变得明 显，在附图中：
[0024] 图1示出了根据本实用新型的实施例的超结器件的结构；
[0025] 图2是根据本实用新型的实施例的超结器件的边缘区域的顶视图，该边缘区域包 括同心场限环，其具有纵向部分和转角部分；
[0026] 图3示出了根据本实用新型的另一个实施例的超结器件的结构；
[0027] 图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的超结器件的结构；
[0028] 图5示出了根据本实用新型的另一个实施例的超结器件的结构；
[0029] 图6示出了根据本实用新型的另一个实施例的超结器件的结构。
【具体实施方式】
[0030] 现在将参考示出本实用新型的实施例的附图在下文中更全面地描述本实用新型 的实施例。然而，本实用新型可以以许多不同的形式来具体实施并且不应该被解释为受限 于本文所阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例是为了使该公开内容更彻底和完整， 并且将向本领域技术人员全面地传达本实用新型的范围。遍及全文，相似的数字指代相似 的元件。此外，附图中示出的各个层和区只是示意性的并且没有必要按比例绘制。因此本实 用新型不限于附图中示出的相对大小、间距和对准。另外，正如本领域技术人员所认识的， 本文提到的形成于衬底或其它层上的层可以指直接形成在衬底或其它层上的层，也可以指 在衬底或其它层上形成的一个或多个居间层上的层。而且，术语"第一导电类型"和"第二 导电类型"指的是相反的导电类型，例如η型或p型，然而，这里所描述和示出的每个实施例 也包括其互补实施例。
[0031] 在本文中所使用的术语仅仅为了描述特定实施例的目的并且不意图限制本实用 新型。如本文所使用的那样，单数形式"一"、"一个"和"该"意图也包括复数形式，除非上下 文以其它方式明确指示。还将理解，当在本文使用术语"包括"和/或"包含"时，其指定所 叙述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、 整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组群的存在或添加。
[0032] 除非以其它方式限定，本文所使用的所有术语(包括技术和科学术语）具有与如本 实用新型所属领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。还将理解本文所使用的术语应 该被解释为具有与它们在该说明书的背景以及相关领域中的含义一致的含义，并且将不会 以理想化或过分形式的方式解释，除非在本文中明确如此限定。
[0033] 附图通过在掺杂类型"η"或"p"旁边指示或" + "来说明相对掺杂浓度。例如， "η_"表示低于"η"掺杂区域的掺杂浓度的掺杂浓度，而"η+"掺杂区域具有比"η"掺杂区域 高的掺杂浓度。相同的相对掺杂浓度的掺杂区域没有必要具有相同的绝对掺杂浓度。例如， 两个不同的"η"掺杂区域可以具有相同或不同的绝对掺杂浓度。
[0034] 图1示出了根据本实用新型的实施例的超结器件的结构。超结器件包括半导体主 体1，半导体主体1具有第一表面2。rT掺杂的内区3部署在半导体主体1内，并且毗连半 导体主体1的第一表面2。n+掺杂的漏极区4毗连内区3,并且毗连半导体主体1的第二表 面6。漏极电极7毗连漏极区4,并且位于超结器件的最底部。漏极电极7连接到漏极端子 D〇
[0035] 在超结器件的中央区域中，存在包括多个单元的单元阵列，例如单元Cl、C2、C3。 在每个单元中，P+掺杂的基区8部署在半导体主体1中，并且毗连半导体主体1的第一表面 2。n+掺杂的源极区9部署在基区8中，并且毗连半导体主体1的第一表面2。pi参杂的补 偿区域13部署在半导体主体1中并且毗连基区8。在一部分单元中，补偿区域13具有减少 的深度。例如，在图1中，单元C2中的补偿区域13具有减少的深度。
[0036] 此外，通过栅极氧化物12与半导体主体1绝缘的栅极电极11被提供在半导体主 体1的第一表面2上。栅极电极11被连接到栅极端子G。栅极电极11可以由例如高掺杂 多晶硅构成。基区8和源极区9连接到源极电极10。源极电极10连接到源极端子S。 [0037] 在超结器件的边缘区域，存在多个同心场限环。这些同心场限环可以具有各种形 状。例如，在矩形芯片的通常情况下，这些同心场限环为具有四个转角的矩形，如图2中所 示。在其它情况下，这些同心场限环还可以是圆形的。应该注意的是，这里"同心"一词不 仅意味着"严格地同心"，而且还意味着"基本上同心"。换句话说，在边缘区域可能存在基 本上同心的场限环。
[0038] 如在图1中所示，每个同心场限环包括硅场限环15和硅场限环15之上的多晶硅 场限环14。硅场限环15以及多晶硅场限环14都可以与超结器件的中央区域中的其相应部 分同时制造，从而导致无需采用附加的工艺。
[0039] 在多晶硅场限环14与硅场限环15之间存在垂直连接(应该注意的是，没有该垂直 连接的场限环也是可能的，并且也在本实用新型的范围内）。因为从多晶硅场限环14向下 到硅场限环15的垂直连接需要一定量的空间，所以合理的是，将该连接放置在每个同心场 限环的转角部分上，同时每个同心场限环的纵向部分可以被设计为细长而没有连接(参见 图2)。由于曲率的因素，每个同心场限环的转角部分更加重要，并且因此经常被设计为具有 比纵向部分更大的宽度。因此，实施该垂直连接不需要附加的空间。这对于减少芯片成本 是有利的。
[0040] 在超结器件中，众所周知的是，f补偿区域和rT内区被并置，该相反掺杂类型的区 域有效地抵消了移动电荷并且形成了"耗尽区域"，该"耗尽区域"在关断状态期间可以支持 高电压。另一方面，在导通状态期间，漂移区（即内区3)的更高掺杂使载流子更易流动，从 而减少导通电阻。
[0041] 在超结器件中，具有减少的深度的补偿区域的单元(例如单元C2)提供了具有较低 击穿电压的的区域，从而防止了在边缘区域中流动的雪崩电流。这可以保持极端工作模式 下(例如在雪崩条件下）的鲁棒性，尤其是当边缘区域被设计成具有非常小的边缘宽度时， 因为小的边缘宽度经常意味着输运极端工作模式下的较大电流的能力较差。
[0042] 那些同心场限环使得电场强度沿着边缘区域较均匀的分布。它们可以避免边缘区 域中的大电场强度，以致实现超结器件的良好的阻挡能力。
[0043] 图3示出了根据本实用新型的另一个实施例的超结器件的结构。图3中所示的超 结器件类似于图1中所示的超结器件。如图3所示，在边缘区域中，pi参杂的补偿区域13 部署在半导体主体1中，并且位于该多个同心场限环之下。补偿区域13中的一些具有减少 的深度。例如，最外面的补偿区域具有减少的深度。在边缘区域中的这些补偿区域13的帮 助下，边缘区域中的电场可以实现更好的阻挡能力。
[0044] 图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的超结器件的结构。图4中所示的超 结器件类似于图1中所示的超结器件。如图4所示，在边缘区域中，在每个同心场限环中， 多晶硅场限环14在整个环上连接到硅场限环，而不是仅仅在转角部分。将多晶硅场限环14 与硅场限环15之间的连接仅仅限制于转角部分，可以减少所需空间量，但是每个同心场限 环的电势具有更多自由以漂移到不想要的电势，并且引起电场的不想要的峰值。所以，这是 一个折中问题。
[0045] 图5示出了根据本实用新型的另一个实施例的超结器件的结构。图5中所示的超 结器件类似于图1中所示的超结器件。如图5所示，在边缘区域中，在每个同心场限环中， 多晶硅场限环14直接定位在多晶硅15上。通过这种方式，多晶硅场限环14与硅场限环15 之间的连接在整个环上，就如同图3中的情形那样。
[0046] 图6示出了根据本实用新型的另一个实施例的超结器件的结构。图6中所示的超 结器件类似于图1中所示的超结器件。不同于上面实施例中的超结器件，图6所示的超结 器件的内区3的掺杂浓度是变化的。例如，内区3的掺杂浓度在朝着漏极区4的方向上增 力口，即越靠近漏极区4之处的掺杂浓度越高。可替换地，内区3的掺杂浓度在朝着漏极区4 的方向上减小，即越靠近漏极区4之处的掺杂浓度越低。
[0047] 尽管上文已经通过示例性实施例详细描述了本实用新型及其优点，但是本领域技 术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可 以对本实用新型进行多种替换和变型。
【权利要求】
1. 一种超结器件，所述超结器件包括： 半导体主体，其具有第一表面； 第一导电类型的内区，其部署在半导体主体中，并且毗连半导体主体的第一表面； 漏极区，其毗连内区； 边缘区域中的多个同心场限环；以及 中央区域中的单元阵列，其包括多个单元； 其中，在每个单元中， 第二导电类型的基区部署在半导体主体中并且毗连半导体主体的第一表面； 第一导电类型的源极区部署在基区中并且毗连半导体主体的第一表面； 第二导电类型的补偿区域部署在半导体主体中并且毗连基区； 其中，在一部分单元中， 补偿区域具有减少的深度。
2. 根据权利要求1所述的超结器件，其中， 每个同心场限环包括娃场限环和娃场限环之上的多晶娃场限环。
3. 根据权利要求2所述的超结器件，其中， 在每个同心场限环中，多晶硅场限环在转角部分连接到硅场限环。
4. 根据权利要求2所述的超结器件，其中， 在每个同心场限环中，多晶硅场限环在整个环上连接到硅场限环。
5. 根据权利要求2所述的超结器件，其中， 在每个同心场限环中，多晶硅场限环直接定位在硅场限环上。
6. 根据权利要求1所述的超结器件，其中， 补偿区域的掺杂浓度低于基区的掺杂浓度。
7. 根据权利要求1所述的超结器件，其中， 内区的掺杂浓度是变化的。
8. 根据权利要求7所述的超结器件，其中， 内区的掺杂浓度在朝着漏极区的方向上增加或减小。
9. 根据权利要求1所述的超结器件，其中， 在边缘区域中，第二导电类型的补偿区域部署在半导体主体中并且位于多个同心场限 环之下，并且该补偿区域中的一些具有减少的深度。
10. 根据权利要求9所述的超结器件，其中， 每个同心场限环包括娃场限环和娃场限环之上的多晶娃场限环。
11. 根据权利要求10所述的超结器件，其中， 在每个同心场限环中，多晶硅场限环在转角部分连接到硅场限环。
12. 根据权利要求10所述的超结器件，其中， 在每个同心场限环中，多晶硅场限环在整个环上连接到硅场限环。
13. 根据权利要求10所述的超结器件，其中， 在每个同心场限环中，多晶硅场限环直接定位在硅场限环上。
14. 根据权利要求9所述的超结器件，其中， 补偿区域的掺杂浓度低于基区的掺杂浓度。
15. 根据权利要求9所述的超结器件，其中， 内区的掺杂浓度是变化的。
16. 根据权利要求15所述的超结器件，其中， 内区的掺杂浓度在朝着漏极区的方向上增加或减小。
【文档编号】H01L29/78GK203910807SQ201420180035
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】W.凯因德尔, A.维尔梅罗特 申请人:英飞凌科技奥地利有限公司