一种高密度缓变场限环结构及其制造工艺

摘要

一种高密度缓变场限环结构及其制造工艺，属于开关型高压功率器件技术领域。环绕于器件元胞区的四周的缓变场限环结构主要包括与各场限环相对应的场板以及一个截止环，场限环从器件元胞区的边缘开始向截止环依次排列。场限环中的主结环与器件元胞区pbody相互重叠，各场限环之间的距离不等，从第1场限环向外，相邻的场限环之间的距离依次增加，每个场限环的半径依次减小，相邻场限环的重叠度依次变小，最外的场限环互相分离。该缓变场限环结构未增加工艺的复杂性，具有器件集成度高以及工艺窗口大的显著特点，大幅度降低功率器件外围结终端结构占用面积，提高了功率器件整体上的集成度，从而降低了功率器件的制备成本，适合应用于功率器件的大规模工业生产。

主权项

一种高密度缓变场限环结构，该结构的中间为功率器件元胞区元胞阵列并联而成，而缓变场限环结构环绕于器件元胞区的四周，其特征在于：所述结构主要包括与各场限环(2)相对应的场板(3)以及一个截止环(4)，场限环(2)从器件元胞区(1)的边缘开始向截止环(4)依次排列；器件元胞区(1)包括栅氧化层(6)和多晶硅(7)，器件元胞区pbody(5)位于器件元胞区(1)内和边缘的硅片表面层；所述场板(3)的上部位于介质层(10)中，下部位于场氧化硅层(9)中；场氧化层(9)经刻蚀后留下环带状刻蚀槽，与元胞区栅氧化层(6)为同一制造层的栅氧化层(6)位于环带状刻蚀槽底部，所述场板(3)填满每个环带状刻蚀槽并延伸到刻蚀槽的两边的场氧化层表面之上，而且在外表面上延伸的部分比在里表面上大一些，底面与栅氧化层(6)相接触；每个环带状刻蚀槽的宽度从里向外是逐步减小的；相对应地，在每个环带状刻蚀槽下为半径不同的场限环(2)；场限环(2)为第二导电类型的掺杂区，与第一导电类型的衬底形成半圆形pn结，但与器件元胞区pbody(5)为不同制造层；场限环(2)包括主结环(2a)和从第1场限环(2b)‑第n个场限环，主结环(2a)与器件元胞区pbody(5)相互重叠；所述场限环(2)之间的距离不等，从第1场限环(2b)向外，相邻的场限环(2)之间的距离依次增加，每个场限环(2)的半径依次减小，相邻场限环(2)的重叠度依次变小，最外的场限环(2)互相分离；所述截止环(4)位于结终端的最外围，由N+掺杂区(8)以及位于其上的金属层(11)所组成，两者通过接触孔相互连接，形成浮空的等电位截止环。