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    半導體器件的終端結構及半導體器件制造技術

    技術編號:44531588 閱讀:5 留言:0更新日期:2025-03-07 13:20
    本發明專利技術提供了一種半導體器件的終端結構及半導體器件。終端結構包括:半導體基底,具有第一表面,第一表面具有至少一個第一刻蝕槽;至少一個第一摻雜區,自第一刻蝕槽的表面延伸至半導體基底中,第一摻雜區和半導體基底的導電類型不同;場氧化層,位于半導體基底具有第一表面的一側;至少一個金屬場板,位于第一刻蝕槽中,且金屬場板連接第一摻雜區和場氧化層。通過本申請,解決了現有技術中半導體器件的可靠性低的問題。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及半導體,具體而言,涉及一種半導體器件的終端結構、半導體器件的終端結構的制備方法以及半導體器件。


    技術介紹

    1、傳統硅基半導體器件的性能已經逐漸接近材料的物理極限,而采用以碳化硅為代表的第三代半導體材料所制作的器件具有高頻、高壓、耐高溫、抗輻射等優異的工作能力。sic器件具備低導通損耗、快開關速度、高工作頻率和高擊穿電壓等諸多優異特性,現已逐漸在電動汽車、充電樁、新能源發電、工業控制和柔性直流輸電等應用場景中得到推廣和使用,需要挑戰一些極限環境,比如在大電壓的環境下使用,因此需要提升碳化硅器件的耐壓能力及可靠性。

    2、現有技術為了提升碳化硅器件的耐壓能力及可靠性,通常在碳化硅器件中采用了場限環、jte、場限環和jte復合或斜面終端結構等的終端結構。然而,上述終端結構增大了碳化硅器件的終端面積,從而使得半導體器件的可靠性較低。


    技術實現思路

    1、本專利技術的主要目的在于提供一種半導體器件的終端結構、半導體器件的終端結構的制備方法以及半導體器件,以解決現有技術中半導體器件的可靠性低的問題。

    2、為了實現上述目的,根據本專利技術的一個方面,提供了一種半導體器件的終端結構,終端結構包括:半導體基底,具有第一表面,第一表面具有至少一個第一刻蝕槽;至少一個第一摻雜區,自第一刻蝕槽的表面延伸至半導體基底中,第一摻雜區和半導體基底的導電類型不同;場氧化層,位于半導體基底具有第一表面的一側;至少一個金屬場板,位于第一刻蝕槽中,且金屬場板連接第一摻雜區和場氧化層。</p>

    3、可選地,終端結構還包括:至少一個第二刻蝕槽,自第一表面延伸至半導體基底中,且第一刻蝕槽和第二刻蝕槽沿第一方向間隔設置,第一方向與第一表面平行;至少一個第二摻雜區,自第二刻蝕槽的表面延伸至半導體基底中,且第一摻雜區和第二摻雜區沿第一方向間隔設置,第一摻雜區和第二摻雜區的導電類型相同。

    4、可選地,終端結構還包括:至少一個第三摻雜區,自第一表面延伸至半導體基底中,且第一摻雜區和第三摻雜區沿第一方向間隔設置,第三摻雜區和半導體基底的導電類型相同。

    5、可選地,多個第一刻蝕槽沿第一方向間隔設置,且多個第一刻蝕槽在第二方向上的延伸長度與半導體基底的延伸長度相等,第二方向與第一表面平行。

    6、可選地,多個第一刻蝕槽在第一表面上呈陣列分布。

    7、可選地,金屬場板填充第一刻蝕槽。

    8、可選地,第一刻蝕槽在第一方向上具有第一寬度,金屬場板在第一方向上具有第二寬度,第一寬度大于第二寬度。

    9、根據本專利技術的另一方面,提供了一種半導體器件的終端結構的制備方法,制備方法包括:提供半導體基底,具有第一表面;在第一表面上形成至少一個第一刻蝕槽;在半導體基底中形成至少一個第一摻雜區,第一摻雜區自第一刻蝕槽的表面延伸至半導體基底中,第一摻雜區和半導體基底的導電類型不同;在半導體基底具有第一表面的一側形成場氧化層;在第一刻蝕槽中形成至少一個金屬場板,金屬場板分別與第一刻蝕槽的底部和場氧化層接觸設置。

    10、可選地,制備方法還包括:在形成金屬場板的步驟中,在第一表面上形成接觸電極,以使接觸電極與有源區接觸。

    11、根據本專利技術的又一方面,提供了一種半導體器件,如上述的終端結構;有源區,自半導體器件中的半導體基底的第一表面延伸至半導體基底中,且有源區位于終端結構的外側;接觸電極,包括第一電極和第二電極,半導體基底具有與第一表面相對的第二表面,第一電極位于第一表面上,且接觸電極與有源區接觸,第二電極位于第二表面上。

    12、應用本專利技術的技術方案,半導體器件的終端結構包括半導體基底、至少一個第一摻雜區、場氧化層和至少一個金屬場板。其中,半導體基底具有第一表面,第一表面具有至少一個第一刻蝕槽;第一摻雜區一一對應的自第一刻蝕槽的表面延伸至半導體基底中,第一摻雜區和半導體基底的導電類型不同;場氧化層位于半導體基底具有第一表面的一側;至少一個金屬場板位于第一刻蝕槽中,且金屬場板連接第一摻雜區和場氧化層。可見,本申請的終端結構通過上述第一刻蝕槽在半導體器件中形成了集成第一摻雜區和金屬場板的場限環結構,從而提升了碳化硅器件的耐壓能力及可靠性。進一步地,由于本申請中的第一摻雜區自第一刻蝕槽的表面延伸至半導體基底中,從而相比于傳統的場限環,本申請的場限環結構在垂直于第一表面的方向上的離子注入深度可以更深,從而可以將半導體器件的耗盡層盡量向半導體器件體內擴展,進而可以節約半導體器件的終端面積。另外,由于本申請中的金屬場板位于第一刻蝕槽中,且連接第一摻雜區和場氧化層,從而該金屬場板作為了半導體器件中的浮空場板,可以用于固定電荷,以影響第一表面的電荷分布,進而改變了半導體器件中的電場分布,使得半導體器件中的峰值電場降低;并且,對于集成有具有上述終端結構的半導體器件的芯片而言,上述金屬場板還可以降低芯片對外來電荷的敏感性,從而提升芯片的可靠性。綜上,通過本申請,解決了現有技術中半導體器件的可靠性低的問題。

    本文檔來自技高網...

    【技術保護點】

    1.一種半導體器件的終端結構,其特征在于,所述終端結構包括:

    2.根據權利要求1所述的終端結構,其特征在于,所述終端結構還包括:

    3.根據權利要求1所述的終端結構,其特征在于,所述終端結構還包括:

    4.根據權利要求1至3中任一項所述的終端結構,其特征在于,多個所述第一刻蝕槽沿第一方向間隔設置,且多個所述第一刻蝕槽在第二方向上的延伸長度與所述半導體基底的延伸長度相等,所述第二方向與所述第一表面平行。

    5.根據權利要求1至3中任一項所述的終端結構,其特征在于,多個所述第一刻蝕槽在所述第一表面上呈陣列分布。

    6.根據權利要求1至3中任一項所述的終端結構,其特征在于,所述金屬場板填充所述第一刻蝕槽。

    7.根據權利要求1至3中任一項所述的終端結構,其特征在于,所述第一刻蝕槽在第一方向上具有第一寬度,所述金屬場板在所述第一方向上具有第二寬度,所述第一寬度大于所述第二寬度。

    8.一種半導體器件的終端結構的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括:

    9.根據權利要求8所述的制備方法,其特征在于,所述制備方法還包括:

    10.一種半導體器件,其特征在于,所述半導體器件包括:

    ...

    【技術特征摘要】

    1.一種半導體器件的終端結構,其特征在于,所述終端結構包括:

    2.根據權利要求1所述的終端結構,其特征在于,所述終端結構還包括:

    3.根據權利要求1所述的終端結構,其特征在于,所述終端結構還包括:

    4.根據權利要求1至3中任一項所述的終端結構,其特征在于,多個所述第一刻蝕槽沿第一方向間隔設置,且多個所述第一刻蝕槽在第二方向上的延伸長度與所述半導體基底的延伸長度相等,所述第二方向與所述第一表面平行。

    5.根據權利要求1至3中任一項所述的終端結構,其特征在于,多個所述第一刻蝕槽在所述第一表...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:金銳董少華牛喜平桑玲徐開軒李新宇路雅淇解建芳李哲洋
    申請(專利權)人:北京懷柔實驗室
    類型:發明
    國別省市:

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