一種終端結構、半導體器件及其制備方法技術

本發明專利技術提供了一種終端結構、半導體器件及其制備方法，所述終端結構包括正面終端結構，其設置在襯底的正面；正面終端結構包括多個具有第一導電類型的第一場環、多個具有第二導電類型的第二場環和多個場板；背面終端結構，其設置在襯底的背面；背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環。與現有技術相比，本發明專利技術提供的一種終端結構、半導體器件及其制備方法，可以在不改變半導體器件的芯片面積的情況下提高終端結構的擊穿電壓耐受能力。

【技術實現步驟摘要】
一種終端結構、半導體器件及其制備方法
本專利技術涉及半導體器件
，具體涉及一種終端結構、半導體器件及其制備方法。
技術介紹
半導體器件承受反偏耐壓時其內部的pn結擴展延伸致表面，使表面的峰值電場高于體內，導致擊穿發生在表面，同時，當碰撞電離在表面發生時，電離過程產生的熱載流子易進入鈍化層，在鈍化層內部形成固定電荷，改變電場分布，使器件性能不穩定，可靠性下降。目前，主要采用終端技術降低表面電場和提高終端耐壓，對于垂直型半導體器件來講，終端結構的設計主要集中在半導體器件芯片的正面，芯片的背面整體為同電位的陽極，而終端結構的耐壓主要指陽極和陰極之間的電位差，由于垂直型器件芯片邊緣通常不完全耗盡，因此，在芯片正表面的邊緣與底部陽極同電位，隨著耐壓等級的提高，終端結構的尺寸逐漸增大，在芯片總面積一定的情況下，芯片通流區的面積隨之減小。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺陷，本專利技術提供了一種終端結構、半導體器件及其制備方法。本專利技術中一種終端結構的技術方案是：所述終端結構包括：正面終端結構，其設置在襯底的正面；所述正面終端結構包括多個具有第一導電類型的第一場環、多個具有第二導電類型的第二場環和多個場板；背面終端結構，其設置在所述襯底的背面；所述背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環。本專利技術中一種半導體器件的技術方案是：所述半導體器件包括所述的終端結構。本專利技術中一種半導體器件的制備方法的技術方案是：所述制備方法包括：在襯底的正面形成有源區和正面終端結構；所述正面終端結構包括多個具有第一導電類型的第一場環、多個具有第二導電類型的第二場環和多個場板；分別在所述襯底的背面形成緩沖層、陽極摻雜區和背面終端結構；所述緩沖層與有源區上下對應，所述陽極摻雜區與所述緩沖層的下表面接觸，所述背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環；在所述有源區和陽極摻雜區上分別形成正面陰極和背面陽極。與最接近的現有技術相比，本專利技術的有益效果是：1、本專利技術提供的一種終端結構，包括背面終端結構，該背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環，可以在不改變半導體器件的芯片面積的情況下提高終端結構的擊穿電壓耐受能力；2、本專利技術提供的一種半導體器件，其終端結構包括正面終端結構和背面終端結構，背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環，可以在不改變半導體器件的芯片面積的情況下提高終端結構的擊穿電壓耐受能力，進而提高半導體器件的工作可靠性；3、本專利技術提供的一種半導體器件的制備方法，通過在襯底的正面和背面分別形成終端結構，同時包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環，可以在不改變半導體器件的芯片面積的情況下提高終端結構的擊穿電壓耐受能力，進而提高半導體器件的工作可靠性。附圖說明圖1：本專利技術實施例中一種半導體器件結構示意圖；其中：101：襯底；102：有源區；103：第二場環；104：第一場環；105：第三場環；106：第四場環；107：緩沖層；108：陽極摻雜區；109：場板；110：正面陽極；111：正面鈍化層；112：第一截止環；113：第二截止環；114：截止環場板；115：背面陽極；116：背面鈍化層。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地說明，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。下面對本專利技術實施例提供的一種終端結構進行說明。本實施例中終端結構包括正面終端結構和背面終端結構。其中，正面終端結構設置在襯底的正面，背面終端結構設置在襯底的背面。本實施例中正面終端結構包括多個具有第一導電類型的第一場環、多個具有第二導電類型的第二場環和多個場板。背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環，第三場環和第四場環的數量之和可以為3～30。本實施例中終端結構包括背面終端結構，該背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環，可以在不改變半導體器件的芯片面積的情況下提高終端結構的擊穿電壓耐受能力。下面分別結合附圖，對本專利技術提供的一種半導體器件進行說明。圖1為本專利技術實施例中一種半導體器件結構示意圖，如圖所示，本實施例中半導體器件包括襯底101、有源區102、正面陰極110、緩沖層107、陽極摻雜區108、背面陰極115和上述終端結構。其中，有源區102設置在襯底101的正面。正面陰極110設置在有源區102的上表面。緩沖層107設置在襯底101的背面，且緩沖層107與有源區102上下對應。陽極摻雜區108設置在襯底101的背面，且與緩沖層107的下表面接觸。背面陽極115設置在陽極摻雜區108的下表面。終端結構包括正面終端結構和背面終端結構，本實施例中正面終端結構包括第一場環104、第二場環103和場板109，背面終端結構包括第三場環105和第四場環106。本實施例中半導體器件的終端結構包括正面終端結構和背面終端結構，背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環，可以在不改變半導體器件的芯片面積的情況下提高終端結構的擊穿電壓耐受能力，進而提高半導體器件的工作可靠性。進一步地，本實施例中半導體器件還可以包括下述結構，具體為：本實施例中半導體器件還包括具有第一導電類型的第一截止環112、具有第二導電類型的第二截止環113、截止環場板114、正面鈍化層111和背面鈍化層116。第一截止環113和第二截止環114均設置在襯底101的正面。正面鈍化層111設置在襯底101的正面，背面鈍化層116設置在襯底101的背面中與背面終端結構對應的區域上。進一步地，本實施例中半導體器件可以包括下述類型的半導體器件，具體為：本實施例中半導體器件可以包括垂直型半導體器件、二極管、二極管派生器件、異質結雙極型晶體管、場效應晶體管、絕緣柵雙極型晶體管、晶體管和晶體管派生器件。同時，本實施例中半導體器件為穿通型半導體器件。本專利技術還提供了一種半導體器件的制備方法，并給出具體實施例。本實施例中可以按照下述方法制備半導體器件，具體為：步驟S101：在襯底的正面形成有源區和正面終端結構。正面終端結構包括多個具有第一導電類型的第一場環、多個具有第二導電類型的第二場環和多個場板。步驟S102：分別在襯底的背面形成緩沖層、陽極摻雜區和背面終端結構。緩沖層與有源區上下對應，陽極摻雜區與所述緩沖層的下表面接觸，背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環。步驟S103：在有源區和陽極摻雜區上分別形成正面陰極和背面陽極。本實施例中通過在襯底的正面和背面分別形成終端結構，同時包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環，可以在不改變半導體器件的芯片面積的情況下提高終端結構的擊穿電壓耐受能力，進而提高半導體器件的工作可靠性進一步地，本實施例步驟S102可以按照下本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種終端結構，其特征在于，所述終端結構包括：正面終端結構，其設置在襯底的正面；所述正面終端結構包括多個具有第一導電類型的第一場環、多個具有第二導電類型的第二場環和多個場板；背面終端結構，其設置在所述襯底的背面；所述背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環。

【技術特征摘要】
1.一種終端結構，其特征在于，所述終端結構包括：正面終端結構，其設置在襯底的正面；所述正面終端結構包括多個具有第一導電類型的第一場環、多個具有第二導電類型的第二場環和多個場板；背面終端結構，其設置在所述襯底的背面；所述背面終端結構包括多個具有第一導電類型的第三場環和多個具有第二導電類型的第四場環。2.如權利要求1所述的一種終端結構，其特征在于，所述第三場環和第四場環的數量之和為3～30。3.一種半導體器件，其特征在于，所述半導體器件包括如權利要求1-2任一項所述的終端結構。4.如權利要求3所述的半導體器件，其特征在于，所述半導體器件還包括：有源區，其設置在所述襯底的正面；正面陰極，其設置在所述有源區的上表面；緩沖層，其設置在所述襯底的背面，且所述緩沖層與有源區上下對應；陽極摻雜區，其設置在所述襯底的背面，且與所述緩沖層的下表面接觸；背面陽極，其設置在所述陽極摻雜區的下表面。5.如權利要求3所述的半導體器件，其特征在于，所述半導體器件還包括具有第一導電類型的第一截止環、具有第二導電類型的第二截止環和截止環場板；所述第一截止環和第二截止環均設置在所述襯底的正面。6.如權利要求3所述的半導體器件，其特征在于，所述半導體器件還包括：正面鈍化層，其設置在所述襯底的正面；背面鈍化層，其設置在所述襯底的背面中與所述背面終端結構對應的區域上。7.如權利要求3-6任一項所述的半導體器件，其特征在于，所述半導體器件包括垂直型半導體器件、二極管、二極管派生器件、異質結雙極型晶體管、場效應晶體管、絕緣柵雙極型晶體管、晶體管和晶體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔磊，溫家良，金銳，徐哲，王耀華，高明超，趙哿，劉江，朱濤，和峰，潘艷，
申請(專利權)人：全球能源互聯網研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：北京,11