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文档简介

功率器件的场板技术场板技术是最简单的边缘终端技术,也是最成功应用于各种类型的Si平面器件的,包括二极管,MOSFETs和IGBTs。场板经常是由金属接触的延伸,场氧化层的重叠或者半绝缘钝化处理形成。钝化层的厚度是一个关键的设计参数,而且必须制造得足够薄,这样场板的电场通量就能够增加主结附近的耗尽层曲率。然而接近击穿之时,氧化层领域就会变大,从而就会出现潜在的可靠性问题。此外,在SiC器件中也显示出,重要的氧化注入是可以通过福勒-诺德海姆隧道领域的优势并借助下降的SiC-SiO2领域的优势并借助下降的SiC-SiO2能量势垒而小于目前的硅器件(<2MV/cm)。以下是几种方式的终端技术:1、金属场板图11、金属场板图1金属场板终端技术金属场板可以与欧姆接触电极相连形成接触式场板或独立覆盖在pn结终端的绝缘介质上而形成浮空场板,如图1.5所示。目前大多

使用接触式金属场板(图1(b)),而且需要附加一个与衬底掺杂类型相

同而掺杂浓度高出衬底很多的沟道截止环(等位环)。接触式场板如图1(b)所示,对于接触式场板,场板、绝缘层和半导体构成了MIS结构,当给P+N结加反偏电压时,场板上的电势相对于n型半导体为负,使场板、绝缘层和半导体衬底构成的MIS结构处于耗尽状态。这部分耗尽区与反偏PN结的耗尽层连成一体。从而减小了PN结终端弯曲处的电场强度,达到提高PN结击穿电压的目的。金属场板的制造工艺非常简单,它可以与器件的电极一起形成,而无须增加单独的工艺步骤,并且由于金属场板对介质层中电荷的吸引作用,使得采用这种终端技术的器件对界面电荷(尤其是可动电荷)不是很敏感,这点对于双极功率器件尤为有利。这一技术的缺点在于场板边缘处场板与硅之间的电位差很大,所以此处电场强度较大,击穿容易在较低电压时提前发生,而且有可能发生在表面处,因而对介质层的质量有较高的要求。因此单独使用这一技术不适用于要求较高击穿电压的分立器件,而仅仅适用于较低耐压(W250V)的分立器件及功率集成电路【7】。2、阻性场板图2阻性场板终端由于金属场板技术会在场板的末端产生高电场,这就限制了击穿电压的提高。针对这一情况,Clark等人提出了用高电阻率的多晶硅覆盖于高电场区的氧化层上(图2),这样,场板的两端分别与p+区和沟道截止环相连。在反偏时,多晶硅中的电位分布是从p+区到沟道截止环近似线性上升,而Si/Si02界面处Si表面的电位分布却上升得更快一些,这样就得到了两个有利的结果:(1)消除了简单金属场板末端的高电场,使得沿Si表面的电场强度峰值变得平

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