本發明涉及半導體器件技術，尤其是一種三維電場調制低漏電終端保護結構一種三維電場調制低漏電終端保護結構。

背景技術：

sic材料禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和漂移速度和熱導率大，這些材料優越性能使其成為制作高功率、高頻、耐高溫、抗輻射器件的理想材料。碳化硅的優勢在于制作高壓器件，因此為了充分發揮其材料優勢必須盡可能的提高終端保護效率，降低器件漏電。

到目前為止終端保護有多種，包括浮空場限環、結終端、場板、臺面等。仿真結果證明理論上各類終端保護的總長度大于漂移層厚度就可以實現預期的終端保護效率。

申請人研究分析現有各種技術之后發現：由于在實際器件加工中存在材料、界面及鈍化層缺陷造成的表面鈍化能力不足，為了達到較高的終端保護效率就需要延長終端保護區長度，這就降低了晶圓表面的利用率，提高了器件加工的成本。

技術實現要素：

發明目的：提供一種三維電場調制低漏電終端保護結構，以解決現有技術存在的上述問題。

技術方案：一種三維電場調制低漏電終端保護結構，包括有源區、器件隔離區，以及位于所述有源區和器件隔離區之間的終端保護區，所述終端保護區具有多個多邊形注入區；所述多邊形注入區的各邊與有源區主結形成一夾角，使得終端保護區的電場與有源區主結形成的夾角不等于90°，降低垂直于有源區部分的電場分量。

在進一步的實施例中，所述多邊形注入區為三角形、六邊形或菱形注入區。所述多邊形注入區成縱橫排列。所述終端保護區的摻雜為第一導電類型，所述多邊形注入區的摻雜為第二導電類型。

優選的，所述多邊形注入區為正多邊形。例如，所述多邊形注入區為正六邊形注入區，所述正六邊形注入區的高度為1-10微米，相鄰正六邊形注入區的間距為0.2-10微米。或者，所述多邊形注入區為正三角形注入區。再如，所述多邊形注入區為菱形注入區，菱形的各邊長相等。

優選的，在倒角處，所述多邊形注入區扭曲變形，使終端保護區電場方向與有源區邊緣線形成預定的夾角。

有益效果：注入區各個邊與有源區主結夾角來將終端保護區電場調整到不與主結垂直的方向上。即引入其他方向電場分量降低了垂直于有源區方向的電場分量，進而降低了終端保護區的漏電。

附圖說明

圖1是終端保護俯視圖。

圖2是終端保護剖面圖圖。

圖3是終端保護局部俯視圖。

圖4是本發明的原理示意圖。

圖5是實施例一（六角形注入區）的示意圖。

圖6是實施例二（三角形注入區）的示意圖。

圖7是實施例三（菱形注入區）的示意圖。

圖8是實施例四（導角處終端）的示意圖。

具體實施方式

結合圖1至圖8描述本發明的主要內容和實施例。為了解決現有技術存在的上述問題。申請人對現有技術進行了深入的分析和研究。提出了一種三維電場調制低漏電終端保護結構，其通過多邊形單包結構在三維空間內對電場進行調制，降低垂直于有源區部分的電場分量，進而降低器件終端保護區高壓反偏漏電。

如圖1至5所示，以六邊形注入區為例，說明本發明的基本原理。該三維電場調制低漏電終端保護結構，其特點是：器件局部結構分為有源區2、終端保護區1和器件隔離區3三個部分；終端保護區由大量六角形注入區4構成；沿有源區方向豎排六角形注入區的間距為第一間距5，且相同豎排內間距相同（即第一間距大小相同），其他兩個方向上的間距為第二間距6，且相同豎排采用的間距相同（即第二間距的大小相同）；六角形注入區的高度為高度7；終端保護區摻雜為第一導電類型，六角形注入區為第二導電類型。

在該實施例中，本終端保護結構通過大量的六角形離子注入區完成了終端保護結構的定義，通過調整六角形的高的、之間的間距和間距完成電場調制功能。

例如第一間距和第二間距縮小則終端電場向終端保護區末端集中，反之，則像有源區集中。當器件加反向電壓時，隔離區的電壓為高壓，有源區接地。隨著電壓的逐漸升高六角形注入區之間的第一導電類型區被逐漸打開，電位從隔離區向有源區之間逐漸減低。通過分別調整各個區域（n）的第一間距和第二間距實現電位在整個終端保護區的均勻分布。由于方向的不同第一間距和第二間距需要分別進行優化設計。

需要說明的是，該實施例中的參數為優選參數。不同注入區之間的第一間距和第二間距也可以不同。第一間距和第二間距的范圍是0.2-10微米。注入區的高度為1-10微米。第一導電類型是n型（p型），并且其中第二導電類型是p型（n型）。

如圖5所示，這種方法的優點在通過相鄰單元的夾斷作用，高壓下夾斷路徑的順序開啟，引入了平行于有源區邊界的電勢差，進而改變了電場方向，延長了漏電流通路徑長度，降低了終端保護區的漏電。即通過各個邊與有源區主結夾角來將終端保護區電場調整到不與主結垂直的方向上，進而降低器件漏電。

總之，從圖1至圖5可知：六角形注入區各個邊與有源區主結夾角來將終端保護區電場調整到不與主結垂直的方向上。即引入其他方向電場分量降低了垂直于有源區方向的電場分量，進而降低了終端保護區的漏電。通過在三維空間內對電場進行調制，降低垂直于有源區部分的電場分量，進而降低器件終端保護區高壓反偏漏電。

本發明不限于六角形結構，如圖6和圖7所示為三角形注入結構和菱形注入結構，其原理與六角形類似。不管是三邊形、四邊形、八邊形，還是其他多邊形，包括不等邊多邊形在內，其實質是能夠改變電場方向，即引入其他方向電場分量降低了垂直于有源區方向的電場分量，進而降低了終端保護區的漏電，或者說通過各個邊與有源區主結夾角來將終端保護區電場調整到不與主結垂直的方向上，進而降低器件漏電。基于此原理，可以設計出其他形式的多邊形注入區。

如圖8所示，器件在導角處終端保護結構保持不變，采用圖形扭曲的辦法保持終端保護區電場方向與有源區邊緣線的夾角。按照一定的映射規則，使，電場方向與有源區邊緣線形成一定的夾角，從而降低垂直于有源區的電場分量，降低了終端保護區的漏電。

以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種三維電場調制低漏電終端保護結構，包括有源區、器件隔離區，以及位于所述有源區和器件隔離區之間的終端保護區，所述終端保護區具有多個多邊形注入區；所述多邊形注入區的各邊與有源區主結形成一夾角，使得終端保護區的電場與有源區主結形成的夾角不等于90°，降低垂直于有源區部分的電場分量。在本發明中，注入區各個邊與有源區主結夾角來將終端保護區電場調整到不與主結垂直的方向上。即引入其他方向電場分量降低了垂直于有源區方向的電場分量，進而降低了終端保護區的漏電。

技術研發人員：黃潤華;柏松;陶永洪;汪玲
受保護的技術使用者：中國電子科技集團公司第五十五研究所
技術研發日：2017.01.16
技術公布日：2017.07.14