面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，所述邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)是在N型或P型碳化硅外延層上構(gòu)建的，所述邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)包括依次布置的臺面、主結(jié)、擴展區(qū)、第一浮動保護環(huán)和表面有至少一個臺階的浮動保護區(qū)，所述主結(jié)位于臺面的下側(cè)，所述擴展區(qū)位于所述主結(jié)的邊緣，所述第一浮動保護環(huán)位于所述擴展區(qū)的外側(cè)，所述浮動保護區(qū)位于所述第一浮動保護環(huán)的外側(cè)。根據(jù)本發(fā)明實施例的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，能夠明顯提高器件的離子注入工藝窗口與擊穿電壓。
【專利說明】
面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié) 終端結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，碳化硅(SiC)憑借其禁帶寬、臨界擊穿電場大、導(dǎo)熱率高等一系列優(yōu)點而 有望取代Si在高功率器件領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用。功率器件的擊穿電壓是一個重要指標(biāo)，其主 要受PN結(jié)邊緣電場的集中效應(yīng)的限制，通常會遠(yuǎn)小于器件體材料所預(yù)期的理論值。因此，如 何設(shè)計結(jié)終端結(jié)構(gòu)以盡可能緩解邊緣電場的集中效應(yīng)就成為高擊穿電壓功率器件研發(fā)的 一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前已經(jīng)報道了多種SiC器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其中，基于離子注入的結(jié) 終端擴展(JTE)結(jié)構(gòu)由于易于制造與設(shè)計而受到廣泛關(guān)注。但是，對于傳統(tǒng)的單區(qū)JTE結(jié)構(gòu) 而言，為了獲得高的擊穿電壓所需的離子注入窗口（最佳注入劑量范圍）通常都太小。如果 在JTE中的活性雜質(zhì)不足，JTE區(qū)會在較低的電壓下耗盡，造成器件在主結(jié)（臺面邊緣）的角 落處過早地?fù)舸?但是，如果在JTE區(qū)中的活性雜質(zhì)過多，不能使JTE區(qū)完全耗盡，也會導(dǎo)致 擊穿發(fā)生在JTE區(qū)的最外邊緣。基于離子注入的多區(qū)域結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)不僅需要進行多次 離子注入，而且要求每次注入的劑量準(zhǔn)確，從而使結(jié)終端在設(shè)計的擊穿電壓下能夠完全耗 盡，因此導(dǎo)致工藝上實現(xiàn)的難度很大?？臻g調(diào)制結(jié)終端擴展（SMJTE)結(jié)構(gòu)是在單區(qū)JTE的外 側(cè)增加了若干個浮動保護環(huán)，僅需一次注入工藝就可以明顯提高離子注入窗口（IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES，VOL.59，Ν0·2，F(xiàn)EBRUARY 2012)。但是，為了保證工藝 的重復(fù)性和制造出的器件能夠盡可能多的達(dá)到設(shè)計所要求的性能以適應(yīng)批量生產(chǎn)，還需要 尋找具有更寬離子注入窗口且成本合算的新型JTE結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的 一個目的在于提出一種面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，制作方便且安全性 尚。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明實施例的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，所述邊緣結(jié) 終端結(jié)構(gòu)是在N型或P型碳化娃外延層上構(gòu)建的，其特征在于，所述邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)包括依 次布置的臺面、主結(jié)、擴展區(qū)、第一浮動保護環(huán)、表面有至少一個臺階的浮動保護區(qū)，所述主 結(jié)位于臺面的下側(cè)，所述擴展區(qū)位于所述主結(jié)的邊緣，所述第一浮動保護環(huán)位于所述擴展 區(qū)的外側(cè)，所述浮動保護區(qū)位于所述第一浮動保護環(huán)的外側(cè)。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明實施例的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，能夠明顯提 高邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)的離子注入工藝窗口與擊穿電壓，本發(fā)明的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)適用于多種 高壓大功率器件，適用范圍廣。
[0006] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)， 還可以具有如下附加的技術(shù)特征：
[0007] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述第一浮動保護環(huán)的個數(shù)為一個或至少為兩個，所 述第一浮動保護環(huán)的寬度在〇. 2微米-40微米的范圍內(nèi)。
[0008] 進一步地，所述第一浮動保護環(huán)為至少兩個，且所述第一浮動保護環(huán)中相鄰兩個 的間距在0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。
[0009] 有利地，所述第一浮動保護環(huán)包括至少三個，至少三個所述第一浮動保護環(huán)中相 鄰兩個第一浮動保護環(huán)的間距均不相同或至少兩個相同；
[0010] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述浮動保護區(qū)的外側(cè)設(shè)置有第二浮動保護環(huán)。
[0011] 進一步地，所述第二浮動保護環(huán)中個數(shù)為一個或至少為兩個，所述第二浮動保護 環(huán)的寬度在〇. 2微米-40微米的范圍內(nèi)。
[0012] 有利地，所述第二浮動保護環(huán)的個數(shù)為至少兩個，相鄰兩個所述第二浮動保護環(huán) 的間距在0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。
[0013] 優(yōu)選地，所述第二浮動保護環(huán)包括至少三個，至少三個所述第二浮動保護環(huán)中相 鄰兩個第二浮動保護環(huán)的間距均不相同或至少兩個相同。
[0014] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述擴展區(qū)、所述第一浮動保護環(huán)、所述浮動保護區(qū)以 及所述第二浮動保護環(huán)中相鄰兩個的間距均相同或至少兩個相同。
[0015] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述擴展區(qū)與所述浮動保護區(qū)、所述第一浮動保護環(huán)、 所述第二浮動保護環(huán)采用相同的離子摻雜并具有相同的結(jié)深。
[0016] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述擴展區(qū)的寬度為30微米-800微米。
[0017] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述浮動保護區(qū)的寬度為10微米-500微米。
[0018] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述臺面高于所述擴展區(qū)，且所述臺面與擴展區(qū)之間 的高度差為〇. 5微米-15微米。
[0019] 在本發(fā)明的一個實施例中，所述臺階的上表面和下表面之間的高度差為10納米-5 微米。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明一個實施例的一種面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0021 ]圖2是現(xiàn)有單區(qū)JTE結(jié)構(gòu)的碳化硅PiN二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是采用現(xiàn)有空間調(diào)制JTE結(jié)構(gòu)的碳化硅PiN二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明一個實施例中在空間調(diào)制JTE結(jié)構(gòu)上增加了一步刻蝕工藝的碳化硅 PiN二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖5是本發(fā)明一個實施例中采用的新型結(jié)終端結(jié)構(gòu)的碳化硅PiN二極管的結(jié)構(gòu)示 意圖；
[0025] 圖6是本發(fā)明一個實施例中模擬得到的圖2-圖5四種碳化硅PiN二極管的離子注入 工藝窗口的對比圖。
【具體實施方式】
[0026] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0027] 下面參照附圖描述本發(fā)明的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)。
[0028] 如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)， 邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)是在N型或P型碳化娃外延層上構(gòu)建的，其特征在于，邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)包括 依次布置的臺面1、主結(jié)2、擴展區(qū)3、第一浮動保護環(huán)4、表面有至少一個臺階6的浮動保護區(qū) 5和第二浮動保護環(huán)7,主結(jié)2位于臺面1的下側(cè)，擴展區(qū)3位于主結(jié)2的邊緣，第一浮動保護環(huán) 4位于擴展區(qū)3的外側(cè)，浮動保護區(qū)5位于第一浮動保護環(huán)4的外側(cè)。
[0029]根據(jù)本發(fā)明實施例的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，能夠明顯提 高器件的離子注入工藝窗口與擊穿電壓。本發(fā)明的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)適用于多種高壓大功率 器件，適用范圍廣。
[0030] 在本發(fā)明的一些實施例中，第一浮動保護環(huán)4的個數(shù)為一個或至少為兩個，第一浮 動保護環(huán)4的寬度在0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。例如，第一浮動保護環(huán)4的寬度為1微米、5微 米、10微米、20微米或30微米等，當(dāng)然，第一浮動保護環(huán)4的寬度也可以小于0.2微米或大于 40微米。
[0031] 進一步地，第一浮動保護環(huán)為至少兩個，且第一浮動保護環(huán)4中相鄰兩個的間距在 0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。例如，相鄰第一浮動保護環(huán)4的間距為1微米、5微米、10微米、20 微米或30微米等，當(dāng)然，相鄰第一浮動保護環(huán)4的間距也可以小于0.2微米或大于40微米。 [0032]有利地，第一浮動保護環(huán)4包括至少三個，至少三個第一浮動保護環(huán)4中相鄰兩個 第一浮動保護環(huán)4的間距均不相同或至少兩個相同。
[0033] 在本發(fā)明的一些實施例中，浮動保護區(qū)5的外側(cè)設(shè)置有第二浮動保護環(huán)7。
[0034] 進一步地，第二浮動保護環(huán)7中個數(shù)為一個或至少為兩個，第二浮動保護環(huán)7的寬 度在0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。例如，第二浮動保護環(huán)7的寬度為1微米、5微米、10微米、20 微米或30微米等，當(dāng)然，第二浮動保護環(huán)7的寬度也可以小于0.2微米或大于40微米。
[0035]有利地，第二浮動保護環(huán)7的個數(shù)為至少兩個，相鄰兩個第二浮動保護環(huán)7的間距 在0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。例如，相鄰第二浮動保護環(huán)7的間距為1微米、5微米、10微米、 20微米或30微米等，當(dāng)然，相鄰第二浮動保護環(huán)7的間距也可以小于0.2微米或大于40微米。 [0036]優(yōu)選地，第二浮動保護環(huán)7包括至少三個，至少三個第二浮動保護環(huán)7中相鄰兩個 第二浮動保護環(huán)7的間距均不相同或至少兩個相同。
[0037] 在本發(fā)明的一些實施例中，擴展區(qū)3、第一浮動保護環(huán)4、浮動保護區(qū)5以及第二浮 動保護環(huán)7中相鄰兩個的間距均相同或至少兩個相同，或者說，擴展區(qū)3、第一浮動保護環(huán)4、 浮動保護區(qū)5以及第二浮動保護環(huán)7中相鄰兩個的間距均不盡相同。
[0038] 在本發(fā)明的一些實施例中，擴展區(qū)3與浮動保護區(qū)5、第一浮動保護環(huán)4、第二浮動 保護環(huán)7采用相同的離子摻雜并具有相同的結(jié)深。
[0039] 優(yōu)選地，擴展區(qū)3的寬度為30微米-800微米。擴展區(qū)3的寬度可以為40微米、60微 米、100微米、500微米等。另外，擴展區(qū)3的寬度也可以小于30微米或大于800微米。
[0040] 優(yōu)選地，浮動保護區(qū)5的寬度為10微米-500微米。浮動保護區(qū)5的寬度可以為20微 米、60微米、100微米、300微米等。另外，擴展區(qū)3的寬度也可以小于10微米或大于200微米。
[0041] 優(yōu)選地，臺面1高于擴展區(qū)3,且臺面1與擴展區(qū)3之間的高度差為0.5微米-15微米。
[0042] 優(yōu)選地，臺階6的上表面和下表面之間的高度差為10納米-5微米。
[0043] 優(yōu)選地，擴展區(qū)3、第一浮動保護環(huán)4和浮動保護區(qū)5的一部分位于臺階6的同一側(cè)。
[0044] 優(yōu)選地，擴展區(qū)3與浮動保護區(qū)5、第一浮動保護環(huán)4和第二浮動保護環(huán)7采用一次 離子注入工藝形成。
[0045] 優(yōu)選地，主結(jié)2由一次離子注入工藝形成。
[0046] 優(yōu)選地，主結(jié)2與擴展區(qū)3、浮動保護區(qū)5、第一浮動保護環(huán)4和第二浮動保護環(huán)7采 用同一種離子通過注入工藝形成。
[0047] 下面參照附圖描述本發(fā)明一些具體實施例的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣 結(jié)終端結(jié)構(gòu)。
[0048] 請參考圖1，在本發(fā)明的一個實施例中，一種面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié) 終端結(jié)構(gòu)是在N型或P型碳化硅外延層8上構(gòu)建的，包括臺面1、主結(jié)2、擴展區(qū)3和第一浮動保 護環(huán)4、表面有臺階的浮動保護區(qū)5。其中，主結(jié)2位于臺面1中，擴展區(qū)3位于主結(jié)2的邊緣，第 一浮動保護環(huán)4位于擴展區(qū)3的外側(cè);浮動保護區(qū)5位于第一浮動保護環(huán)4的外側(cè)。作為一種 優(yōu)選方式，
[0049] 浮動保護區(qū)5的表面上至少存在一個臺階6。另外，浮動保護區(qū)5的外側(cè)設(shè)置有第二 浮動保護環(huán)7。作為一種優(yōu)選方式，第一浮動保護環(huán)4和/或第二浮動保護環(huán)7的個數(shù)至少為 兩個，且第一浮動保護環(huán)4和/或第二浮動保護環(huán)7的個數(shù)、寬度、間距不盡相同。
[0050] 本發(fā)明所述邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)可以用于各種碳化硅高壓大功率器件，包括PiN、 M0SFET、GT0等。臺面1可以用于在其上制備如PiN二極管的陽極或陰極，也可以用于在其上 制備如GT0器件的柵極。
[0051] 作為一種優(yōu)選方式，第一浮動保護環(huán)4和/或第二浮動保護環(huán)7的寬度和或間距為 0.2微米-40微米。作為另一種優(yōu)選方式，第一浮動保護環(huán)4和/或第二浮動保護環(huán)7與擴展 區(qū)、浮動保護區(qū)的間距不盡相同。優(yōu)選地，擴展區(qū)3的寬度為30微米-800微米，浮動保護區(qū)5 的寬度為10微米-500微米。優(yōu)選地，擴展區(qū)3與浮動保護區(qū)5、第一浮動保護環(huán)4和第二浮動 保護環(huán)7采用相同的離子摻雜并具有相同的結(jié)深。優(yōu)選地，臺面1與擴展區(qū)3之間的高度差為 0.5微米-15微米。優(yōu)選地，臺階6的高度即上、下兩面之間的垂直距離為10納米-5微米。優(yōu)選 地，擴展區(qū)3、第一浮動保護環(huán)4和浮動保護區(qū)5的內(nèi)側(cè)部分位于所述臺階的上面一側(cè)。浮動 保護區(qū)與第一、第二浮動保護區(qū)的區(qū)別在于其上面有臺階且寬度較大。
[0052]作為一種優(yōu)選方式，擴展區(qū)3與浮動保護區(qū)5、第一浮動保護環(huán)4和第二浮動保護環(huán) 7采用一次離子注入工藝形成。主結(jié)通?？梢栽谕庋由L過程中通過控制摻雜種類與濃度 而自然形成，優(yōu)選地，主結(jié)2由一次離子注入工藝形成。另一種優(yōu)選方案，主結(jié)2與擴展區(qū)3、 浮動保護區(qū)5、第一浮動保護環(huán)4和第二浮動保護環(huán)7采用同一種離子通過注入工藝形成。 [0053]下面在圖2-圖6中，通過對碳化硅PiN二極管采用幾種典型邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)的性能 比較的實施例進一步指出了本發(fā)明的創(chuàng)新性與優(yōu)越性。其中，圖2采用了現(xiàn)有典型的單區(qū) JTE終端結(jié)構(gòu)，此處簡稱為結(jié)構(gòu)A，可以看到用于制作陽極的臺面1和P+與N-外延層形成的主 結(jié)2;圖3采用了現(xiàn)有典型的空間調(diào)制單區(qū)JTE終端結(jié)構(gòu)，此處簡稱為結(jié)構(gòu)B;圖4是在圖3終端 結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了一步刻蝕工藝，由此在終端結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生了一個0.15微米深的臺階，此 處簡稱為結(jié)構(gòu)C;圖5則是在圖4終端結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將單區(qū)JTE結(jié)構(gòu)進一步區(qū)分為本發(fā)明中的 擴展區(qū)3、一個第一浮動保護環(huán)4和具有0.15微米深臺階6的浮動保護區(qū)5,另外還有3個寬度 相同但間距不同的第二浮動保護環(huán)7,此處簡稱為結(jié)構(gòu)D。根據(jù)上述圖中給出的器件具體參 數(shù)，采用Senta此us?TCAD進行了數(shù)值仿真。仿真得到的圖2-圖5中四種器件的擊穿電壓隨 JTE中離子注入劑量的變化曲線如圖6所示?？梢钥闯觯Y(jié)構(gòu)A在劑量為8X1012cnf2時得到最 高電壓只有13640V，而結(jié)構(gòu)B在劑量為1.2X10 13cm_2時得到最高電壓達(dá)到了 17090V，并且結(jié) 構(gòu)B的工藝窗口（>15kV)是3.5 X 1012cm-2(8.9-12.4 X 1012cm-2)。對于淺刻蝕深度為0.15um的 結(jié)構(gòu)C，它的曲線看起來很像字母"M"，該結(jié)構(gòu)的擊穿電壓隨著劑量的增大而升高，在1.2X 1013cnf2時，達(dá)到極大值17010V，然后隨著劑量的增大而降低；當(dāng)劑量大于1.45 X 1013cnf2后， 擊穿電壓又開始升高，隨著劑量超過1.7X1013cnf 2,擊穿電壓又開始下降。可見，結(jié)構(gòu)C的工 藝窗口（>15kV)被分裂為兩個分割開來的獨立窗口。第一個窗口的寬度是4.4 X 1012cnT2 (9 · 3-13 · 7 X 1012cm-2)，第二個窗口的寬度是2 · 3 X 1012cm-2( 1 · 52-1 · 75 X 1013cm-2)。由于波 谷區(qū)域的擊穿電壓不能達(dá)到15kV，這將對實際制造帶來很大的難度與不確定性。這里新增 的刻蝕工藝將高劑量區(qū)的電壓提高，但同時會引入一個新的電場集中點，這也使工藝窗口 曲線中出現(xiàn)波谷區(qū)，由此變成Μ型。為了更進一步展寬器件的工藝窗口，就需要提高Μ型曲線 中的波谷區(qū)域的耐壓性能，即需要尋找新的方法以緩解電場在刻蝕臺階處的集中。利用本 發(fā)明設(shè)計出的如圖5所示結(jié)構(gòu)D，從圖6中可見，該結(jié)構(gòu)的曲線中由于消除了波谷區(qū)域而形成 了一個很寬的工藝窗口（>15kV)，它比采用現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)Β進一步拓寬了143%。
[0054]在圖4中引入刻蝕工藝的主要目的是使結(jié)終端結(jié)構(gòu)中的P型雜質(zhì)濃度形成一種橫 向的下降梯度。為了形成這種濃度梯度現(xiàn)有通常采用兩次離子注入的方式，比如形成雙區(qū) 域空間調(diào)制結(jié)終端。但與該結(jié)構(gòu)的兩次離子注入相比，本發(fā)明只需采用一次離子注入，外加 一次刻蝕。相較于離子注入工藝，刻蝕工藝無疑更簡單，成本更低。因為對碳化硅的一次離 子注入工藝，通常需包括二氧化硅淀積、光刻、二氧化硅刻蝕、離子注入、退火等多個步驟。 由于只需稍加改變圖4結(jié)終端的版圖就可以得到圖5中的結(jié)構(gòu)，所以二者的制造工藝實際上 是相同的。與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)A和結(jié)構(gòu)B相比，制備本發(fā)明的結(jié)構(gòu)只需增加一步刻蝕工藝，但其工藝 窗口得到了明顯的拓寬，無疑更適于批量生產(chǎn)出一致性、重復(fù)性、成品率更高的合格產(chǎn)品。
[0055] 另外，本發(fā)明實施例可以采用現(xiàn)有半導(dǎo)體工藝進行制造，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員 而言都是已知的，為了減少冗余，不做贅述。
[0056] 在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語"中心"、"縱向"、"橫向"、"長度"、"寬度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"豎直"、"水平"、"頂"、"底" "內(nèi)"、"外"、"順時 針"、"逆時針"、"軸向"、"徑向"、"周向"等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或 位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必 須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0057]此外，術(shù)語"第一"、"第二"僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者 隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，"多個"的含義是至少兩個，例如兩個，三 個等，除非另有明確具體的限定。
[0058]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語"安裝"、"相連"、"連接"、"固定"等 術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連 接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi) 部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0059] 在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以 是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0060] 在本說明書的描述中，參考術(shù)語"一個實施例"、"一些實施例"、"示例"、"具體示 例"、或"一些示例"等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特 點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不 必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任 一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié) 合和組合。
[0061] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述 實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，所述邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)是在N型 或P型碳化硅外延層上構(gòu)建的，其特征在于，所述邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)包括依次布置的臺面、主 結(jié)、擴展區(qū)、第一浮動保護環(huán)、表面有至少一個臺階的浮動保護區(qū)，所述主結(jié)位于臺面的下 側(cè)，所述擴展區(qū)位于所述主結(jié)的邊緣，所述第一浮動保護環(huán)位于所述擴展區(qū)的外側(cè)，所述浮 動保護區(qū)位于所述第一浮動保護環(huán)的外側(cè)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述第一浮動保護環(huán)的個數(shù)為一個或至少為兩個，所述第一浮動保護環(huán)的寬度在0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述第一浮動保護環(huán)為至少兩個，且所述第一浮動保護環(huán)中相鄰兩個的間距在0.2微米-40 微米的范圍內(nèi)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述第一浮動保護環(huán)包括至少三個，至少三個所述第一浮動保護環(huán)中相鄰兩個第一浮動保 護環(huán)的間距均不相同或至少兩個相同。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)， 其特征在于，所述浮動保護區(qū)的外側(cè)設(shè)置有第二浮動保護環(huán)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述第二浮動保護環(huán)的個數(shù)為一個或至少為兩個，所述第二浮動保護環(huán)的寬度在0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述第二浮動保護環(huán)的個數(shù)為至少兩個，相鄰兩個所述第二浮動保護環(huán)的間距在0.2微米-40微米的范圍內(nèi)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述第二浮動保護環(huán)包括至少三個，至少三個所述第二浮動保護環(huán)中相鄰兩個第二浮動保 護環(huán)的間距均不相同或至少兩個相同。9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于， 所述擴展區(qū)、所述第一浮動保護環(huán)、所述浮動保護區(qū)以及所述第二浮動保護環(huán)中相鄰兩個 的間距均相同或至少兩個相同。10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述擴展區(qū)與所述浮動保護區(qū)、所述第一浮動保護環(huán)、所述第二浮動保護環(huán)采用相同的 離子摻雜并具有相同的結(jié)深。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述擴展區(qū)的寬度為30微米-800微米。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述浮動保護區(qū)的寬度為I 〇微米-500微米。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述臺面高于所述擴展區(qū)，且所述臺面與擴展區(qū)之間的高度差為0.5微米-15微米。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向碳化硅高壓大功率器件的邊緣結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在 于，所述臺階的上表面和下表面之間的高度差為10納米-5微米。
【文檔編號】H01L29/868GK105932046SQ201610384189
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月1日
【發(fā)明人】岳瑞峰, 鄒驍, 王燕
【申請人】清華大學(xué)