一種二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及功率半導體器件的芯片結(jié)終端結(jié)構(gòu)，尤其涉及二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]二極管芯片生產(chǎn)制造工藝過程中，為形成良好的耐壓，通常采用磨角工藝或者臺面挖槽加絕緣層保護的方法實現(xiàn)。現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的缺點是磨角工藝費工費時，效率低，制造成本高。臺面挖槽U字型的結(jié)構(gòu)所承受的耐壓比較低，通常承受的峰值電壓為600?1400V，。原因是該結(jié)構(gòu)引起空間電荷區(qū)展不寬，電場集中，導致芯片耐壓低，亟待解決結(jié)終端結(jié)構(gòu)的耐高壓問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)耐壓值低的問題。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，包括長基區(qū)N，擴磷區(qū)N+，濃硼擴散區(qū)P+，電壓槽，所述的電壓槽是耐高壓、表面電場弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽為設置在二極管結(jié)終端邊沿的單邊槽結(jié)構(gòu)或者是設置在二極管結(jié)終端上的U型槽結(jié)構(gòu)；所述單邊槽側(cè)壁上設置有臺階結(jié)構(gòu)，所述U型槽內(nèi)側(cè)壁上設置有臺階結(jié)構(gòu)。
[0005]進一步的，所述電壓槽側(cè)壁的上沿至少設置有一級臺階結(jié)構(gòu)。
[0006]優(yōu)選的，所述電壓槽側(cè)壁的上沿設置有二級臺階結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明的有益效果:所述電壓槽采用臺階結(jié)構(gòu)，可以有效增大電壓槽的表面積，降低了 P層表面濃度，有利于空間電荷區(qū)的展寬，達到降低表面電場強度的效果，提高了工作電壓和二極管芯片電參數(shù)的穩(wěn)定性。所述一層臺階結(jié)構(gòu)耐壓峰值可以達到1800?3000伏，所述兩層臺階結(jié)構(gòu)耐壓峰值可以達到3000?4000伏。
[0008]以下將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行較為詳細的說明。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的電壓槽為斜單槽一級臺階結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的電壓槽為U型槽一級臺階結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3為本發(fā)明的電壓槽為斜單槽的俯視圖。
[0012]圖4為本發(fā)明的電壓槽為U型槽的俯視圖。
[0013]圖5為本發(fā)明的電壓槽為斜單槽二級臺階結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖6為本發(fā)明的電壓槽為U型槽二級臺階結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:一種二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，如圖1至4所示，包括長基區(qū)N，擴磷區(qū)N+，濃硼擴散區(qū)P+，電壓槽1，所述的電壓槽是耐高壓、表面電場弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽為設置在二極管結(jié)終端邊沿的單邊槽結(jié)構(gòu)，所述單邊槽側(cè)壁上設置有臺階結(jié)構(gòu)，如圖1、圖3所示；或者是設置在二極管結(jié)終端上的U型槽結(jié)構(gòu)，如圖2、圖4所示；所述U型槽內(nèi)側(cè)壁3上設置有臺階結(jié)構(gòu)。
[0016]所述電壓槽I的深度為過P+N結(jié)伸入長基區(qū)N區(qū)20?70um。所述電壓槽I的表面設置有絕緣層2，絕緣層2上設置有玻璃鈍化層4。以設計的理論耐壓峰值為2400V的二極管芯片為例:
[0017]當采用傳統(tǒng)電壓槽結(jié)構(gòu)時，耐壓峰值為1400V;當采用一級臺階結(jié)構(gòu)時，耐壓峰值可以達到1900?2200V。具體的參數(shù)為:
[0018]當所述電壓槽I上臺階11的寬度為150um，所述臺階面與濃硼擴散區(qū)P+上表面的高度差為30um。該結(jié)構(gòu)的耐壓峰值為1900V。
[0019]當所述電壓槽I上臺階11的寬度為400um，所述臺階面與濃硼擴散區(qū)P+上表面的高度差為40um。該結(jié)構(gòu)的耐壓值為2200V。
[0020]當所述電壓槽I上臺階11的寬度為600um，所述臺階面與濃硼擴散區(qū)P+上表面的高度差為60um。該結(jié)構(gòu)的耐壓峰值為2100V。
[0021]實施例2:
[0022]一種二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，如圖3至6所示，包括長基區(qū)N，擴磷區(qū)N+，濃硼擴散區(qū)P+，電壓槽I，所述的電壓槽是耐高壓、表面電場弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。所述電壓槽為設置在二極管結(jié)終端邊沿的單邊槽結(jié)構(gòu)，所述單邊槽側(cè)壁上設置有臺階結(jié)構(gòu)，如圖3、圖5所示；或者是設置在二極管結(jié)終端上的U型槽結(jié)構(gòu)，圖圖4、圖6所示；所述U型槽內(nèi)側(cè)壁3上設置有臺階結(jié)構(gòu)。所述電壓槽I的深度為過P+N結(jié)伸入長基區(qū)N區(qū)20?70um。所述電壓槽I的表面設置有絕緣層2，絕緣層2上設置有玻璃鈍化層4。以設計的理論耐壓峰值為3500V的二極管芯片為例:
[0023]當采用傳統(tǒng)電壓槽結(jié)構(gòu)時，耐壓峰值最佳為1800V ;當采用一級臺階結(jié)構(gòu)時，耐壓峰值最佳為2800V，當采用二級臺階結(jié)構(gòu)時，具體參數(shù)為:
[0024]當所述電壓槽I上第一級臺階13寬度為200um，第二級臺階14寬度為150um，所述第二級臺階14與濃硼擴散區(qū)P+上表面的高度差為40um，所述第一級臺階13與第二級臺階面14的高度差為5um。該結(jié)構(gòu)的耐壓值為3100V。
[0025]當所述電壓槽I上第一級臺階13寬度為400um，第二級臺階14寬度為250um，所述第二級臺階14與濃硼擴散區(qū)P+上表面的高度差為50um，所述第一級臺階13與第二級臺階14的高度差為10um。該結(jié)構(gòu)的耐壓值為3400V。
[0026]當所述電壓槽I上第一級臺階13寬度為500um，第二級臺階14寬度為350um，所述第二級臺階14與濃硼擴散區(qū)P+上表面的高度差為50um，所述第一級臺階13與第二級臺階14的高度差為20um。該結(jié)構(gòu)的耐壓值為3200V。
[0027]通過上述數(shù)據(jù)對比分析，可以很清楚的得出，電壓槽的臺階結(jié)構(gòu)能夠很好的提高電壓槽的正向耐壓峰值，使整個結(jié)終端結(jié)構(gòu)的耐壓峰值提高，同時，能夠有效降低表面電場強度，提高晶閘管芯片的穩(wěn)定性。如刻意在此基礎上做簡單的尺寸參數(shù)修改，均落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，包括長基區(qū)N，擴磷區(qū)N+，濃硼擴散區(qū)P+，電壓槽，其特征在于:所述的電壓槽是耐高壓、表面電場弱的電壓槽結(jié)構(gòu)。2.如權(quán)利要求1所述的二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽為設置在二極管結(jié)終端邊沿的單邊槽結(jié)構(gòu)或者是設置在二極管結(jié)終端上的U型槽結(jié)構(gòu)；所述單邊槽側(cè)壁上設置有臺階結(jié)構(gòu)，所述U型槽內(nèi)側(cè)壁上設置有臺階結(jié)構(gòu)。3.如權(quán)利要求2所述的二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽側(cè)壁的上沿至少設置有一級臺階結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求3所述的二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽側(cè)壁的上沿設置有二級臺階結(jié)構(gòu)。5.如權(quán)利要求3所述的二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽側(cè)壁的上沿設置有一級臺階結(jié)構(gòu)；所述電壓槽臺階的寬度為150?600um，所述臺階面與濃硼擴散區(qū)P+上表面的高度差為30?70um。6.如權(quán)利要求4所述的二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽第一級臺階寬度為150?500um，第二級臺階寬度為100?400um，所述第二級臺階與濃硼擴散區(qū)P+上表面的高度差為40?70um，所述第一級臺階與第二級臺階的高度差為5?20um。7.如權(quán)利要求5或6所述的二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽的深度為過P+N結(jié)伸入長基區(qū)N20?70um。8.如權(quán)利要求1所述的二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電壓槽的表面設置有絕緣層，絕緣層上設置有玻璃鈍化層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二極管芯片的結(jié)終端結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有二極管挖槽中芯片耐壓值低，漏電流大的問題。二極管的電壓槽的側(cè)壁設置有臺階結(jié)構(gòu)。該電壓槽設置有兩級臺階結(jié)構(gòu)或三級臺階結(jié)構(gòu)且其高度過P+N結(jié)伸入N區(qū)20～70um。本發(fā)明適用于所有臺面結(jié)構(gòu)的半導體芯片生產(chǎn)領(lǐng)域。
【IPC分類】H01L29/06, H01L29/861
【公開號】CN104952909
【申請?zhí)枴緾N201410445795
【發(fā)明人】王民安, 黃富強, 項建輝, 葉民強, 汪杏娟, 王日新
【申請人】安徽省祁門縣黃山電器有限責任公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年9月3日