功率器件的终端结构和功率器件的制作方法

专利检索2025-02-19  33


本技术涉及电子器件,特别涉及一种功率器件的终端结构和功率器件。


背景技术:

1、在功率器件(igbt,功率mosfet等)的设计中,终端结构是重要的组成部分。目前,场限环结合场板结构是最常见的终端设计。该设计可以有效地缓解电场的集中,提高耐压。但是该结构引入的场板结构存在明显的弱点,即引入的等效电荷产生的电场不能被抵消,因此,场板末端会引入新的电场峰值,容易使终端结构提前被击穿。


技术实现思路

1、本实用新型的主要目的是提出一种功率器件的终端结构,旨在降低场板末端的电场峰值。

2、为实现上述目的,本实用新型提出的功率器件的终端结构,包括:

3、衬底;

4、多个场限环和截止环,多个所述场限环和所述截止环形成于所述衬底内;

5、多个第一场板,多个所述第一场板与多个所述场限环一一对应,多个所述第一场板和多个所述场限环电性连接;

6、氧化层,所述氧化层位于所述衬底和多个所述第一场板之间;

7、绝缘层,所述绝缘层至少部分位于所述多个第一场板和所述截止环之间,所述绝缘层设置于所述氧化层的表面,所述绝缘层的电阻率等于或小于所述氧化层的电阻率。

8、在一实施例中,所述绝缘层包括第一保护层和第二保护层,所述第二保护层覆盖所述第一保护层,所述第一保护层和所述第二保护层的其中一者的材质为二氧化硅,另一者的材质为氮化硅。

9、在一实施例中,所述第一保护层覆盖所述多个第一场板的外表面和任意相邻的所述第一场板之间的氧化层。

10、在一实施例中,所述第一保护层的厚度设置为0.1μm至10μm,所述第二保护层的厚度设置为0.1μm至10μm。

11、在一实施例中,靠近所述截止环的所述第一场板为末端场板,所述末端场板的长度大于其余所述第一场板的长度。

12、在一实施例中,所述末端场板与所述衬底之间还设置有第二场板,所述第二场板与所述末端场板电性连接。

13、在一实施例中,所述功率器件的终端结构还包括金属板,所述金属板对应所述截止环设置,所述金属板与所述截止环电性连接,所述绝缘层至少部分位于所述金属板和所述金属板相邻的所述第一场板之间。

14、在一实施例中,所述绝缘层的材质设置为氮化硅。

15、在一实施例中,所述绝缘层的材质设置为二氧化硅。

16、在一实施例中,所述绝缘层的厚度设置为0.1μm至10μm。

17、在一实施例中,所述绝缘层设置为绝缘体或半绝缘体。

18、本实用新型还提出一种功率器件,所述功率器件包括功率器件的终端结构,所述功率器件的终端结构包括衬底、多个场限环、截止环、多个第一场板、氧化层和绝缘层,多个所述场限环和所述截止环形成于所述衬底内;多个所述第一场板与多个所述场限环一一对应,多个所述第一场板和多个所述场限环电性连接;所述氧化层位于所述衬底和多个所述第一场板之间;所述绝缘层至少部分位于所述多个第一场板和所述截止环之间,所述绝缘层设置于所述氧化层的表面,所述绝缘层的电阻率等于或小于所述氧化层的电阻率。

19、本实用新型技术方案通过采用在多个第一场板的末端与截止环之间设置有绝缘层,绝缘层可作为类似电容板的一极,使第一场板末端区域的电势下降,从而使衬底表面内的耗尽区缓慢变化,避免了电场的集中,降低了多个第一场板末端的电场峰值。



技术特征:

1.一种功率器件的终端结构,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述绝缘层包括第一保护层和第二保护层,所述第二保护层覆盖所述第一保护层,所述第一保护层和所述第二保护层的其中一者的材质为二氧化硅,另一者的材质为氮化硅。

3.如权利要求2所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述第一保护层覆盖所述多个第一场板的外表面和任意相邻的所述第一场板之间的氧化层。

4.如权利要求2所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述第一保护层的厚度设置为0.1μm至10μm,所述第二保护层的厚度设置为0.1μm至10μm。

5.如权利要求1所述的功率器件的终端结构,其特征在于,靠近所述截止环的所述第一场板为末端场板,所述末端场板的长度大于其余所述第一场板的长度。

6.如权利要求5所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述末端场板与所述衬底之间还设置有第二场板,所述第二场板与所述末端场板电性连接。

7.如权利要求1所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述功率器件的终端结构还包括金属板,所述金属板对应所述截止环设置,所述金属板与所述截止环电性连接,所述绝缘层至少部分位于所述金属板和所述金属板相邻的所述第一场板之间。

8.如权利要求1所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述绝缘层的材质设置为氮化硅。

9.如权利要求1所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述绝缘层的材质设置为二氧化硅。

10.如权利要求1所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述绝缘层的厚度设置为0.1μm至10μm。

11.如权利要求1所述的功率器件的终端结构,其特征在于,所述绝缘层设置为绝缘体或半绝缘体。

12.一种功率器件,其特征在于,包括如权利要求1至11任意一项所述的功率器件的终端结构。


技术总结
本技术公开一种功率器件的终端结构和功率器件,其中,功率器件的终端结构包括衬底、多个场限环、截止环、多个第一场板、氧化层和绝缘层,多个场限环和截止环形成于衬底内;多个第一场板与多个场限环一一对应,多个第一场板和多个场限环电性连接;氧化层位于衬底和多个第一场板之间;绝缘层至少部分位于多个第一场板和截止环之间,绝缘层设置于氧化层的表面。本技术技术方案通过采用在多个第一场板的末端与截止环之间设置有绝缘层,可作为类似电容板的一极,使第一场板末端区域的电势下降,从而使衬底表面内的耗尽区缓慢变化,避免了电场的集中,降低了多个第一场板末端的电场峰值。

技术研发人员:刘利书,黄钊渝
受保护的技术使用者:美垦半导体技术有限公司
技术研发日:20230928
技术公布日:2024/5/29
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