一种N型截止环FRD产品及其制作方法与流程

本发明涉及半导体，特别是一种n型截止环frd产品及其制作方法。

背景技术：

1、n型截止环，作为关键的功率半导体器件元素，其核心功能在于截断漏电通道，显著减少漏电流，从而增强器件的可靠性和整体性能。在快恢复二极管(frd)产品的设计中，将n型截止环巧妙地融入划片道布局，不仅能够有效遏制耗尽层的非期望扩展，确保漏源间电场在器件表面实现均匀分布，避免局部电场集中现象，还赋予了其独特的表面清洁维护能力，通过收集并中和表面沾污离子，保持器件表面的洁净状态，进一步提升产品的长期稳定性和耐用性。

2、然而，鉴于n型截止环被置于划片道位置，其设计特性与常规工艺监控图形的版图规则存在显著不兼容，这一布局也带来了新的挑战。具体而言，监控图形内可能存在p型注入区，在特定工艺条件下(尤其是涉及氢氦注入等步骤)，p型注入区会与n型截止环区域相互作用，形成寄生二极管结构。寄生二极管在未被妥善管理时，可能成为潜在的漏电通道，一旦在特定工作环境下被激活(如温度升高、电场强度变化等)，将导致漏电流急剧攀升，严重削弱甚至完全抵消n型截止环原本设计的功能优势。

3、针对上述问题，迫切需要创新监控版图布局，优化p型注入监控区的位置，来有效遏制寄生二极管的形成，从而进一步提升产品的可靠性和良率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中n型截止环frd产品的版图设计不合理导致形成寄生二极管结构，削弱n型截止环的功能、降低产品可靠性的问题，为了解决上述问题，本发明提供了一种基于n型截止环frd产品及其制作方法，步骤包括：

2、提供一半导体衬底，所述衬底的中间区域为器件区域，所述器件区域外围的所述衬底的边缘区域为伪器件区域；

3、在所述器件区域内形成有源区和伪有源区，所述有源区位于所述器件区的中间区域，所述伪有源区位于所述有源区的外围区域；

4、在所述有源区之间、所述伪有源区之间以及相邻的所述有源区和所述伪有源区之间形成划片道；

5、在所述划片道内形成n型截止环；

6、提供监控版图，在所述监控版图上形成p型注入监控图形，所述p型注入监控图形形成在远离所述n型截止环的所述伪器件区或所述伪有源区所对应的区域；

7、以所述监控版图为掩膜，向所述半导体衬底进行离子注入，以在所述伪器件区和/或所述伪有源区形成p型注入监控区。

8、优选地，在所述衬底上形成n型缓冲层和n型漂移区，所述n型漂移区位于所述n型缓冲层的上方；

9、在所述n型漂移区上方形成阻挡层，所述阻挡层形成有n型截止环掺杂窗口，所述n型截止环掺杂窗口位于所述划片道所对应的区域；

10、经所述n型截止环掺杂窗口进行n型掺杂，以在所述划片道内形成所述n型截止环。

11、优选地，在所述阻挡层上方涂抹形成光刻胶层；

12、根据所述监控版图，在所述阻挡层上形成p型注入掺杂窗口，所述p型注入掺杂窗口位于所述伪器件区和/或所述伪有源区所对应的区域；

13、经所述p型注入掺杂窗口进行p型掺杂，以在所述伪器件区或所述伪有源区内形成所述p型注入监控区。

14、优选地，所述p型注入监控图形与相邻的所述划片道的间隔大于或等于一个芯片宽度的1/3，所述一个芯片宽度为两个所述划片道之间的间隔。

15、优选地，至少设置一个或多个所述p型注入监控图形。

16、优选地，所述p型注入监控图形相对于所述半导体衬底的中心对称设置或者非对称设置。

17、优选地，所述p型注入监控区的高度小于或等于所述n型漂移区高度的一半。

18、优选地，沿所述划片道分割所述有源区，形成独立的芯片。

19、一种n型截止环frd产品，包括：

20、衬底，所述衬底包括器件区和伪器件区，所述器件区位于所述衬底的中间区域，所述伪器件区位于所述器件区的所述衬底边缘区域；

21、有源区和伪有源区，所述有源区位于所述器件区的中间区域，所述伪源区位于所述有源区的外围区域；

22、划片道，所述划片道位于所述有源区之间、所述伪有源区之间以及所述有源区与所述伪有源区相邻接的区域；

23、n型截止环，所述n型截止环位于所述划片道内；

24、p型注入监控区，所述p型注入监控区位于所述伪器件区或所述伪有源区域。

25、与现有技术相比，本申请的有益效果至少包括：

26、产品可靠性得到提升：将p型注入监控图形重新布局至远离n型截止环的位置，有效避免了在n型截止环区域形成寄生二极管，从而显著降低了因寄生二极管引起的漏电流问题，避免了电场局部集中和可能的雪崩击穿现象，从而保护了芯片结构的完整性和安全性，提高了产品整体的可靠性和稳定性。

27、增强抗玷污能力，提升稳定性：n型截止环对表面沾污离子较为敏感，将p型注入监控图形设置在远离n型截止环的位置，有助于减少因工艺监控图形引入的额外沾污源，进一步提升产品的抗玷污能力和稳定性。

28、降低产品失效率：通过消除由寄生二极管引起的失效模式，本申请在终端测试中显著降低了产品的失效率，失效率降低对于产品批量生产和市场接受度至关重要。

29、保持工艺兼容性和成本效益：本方法在不增加产品功耗和开发成本的前提下实施，保持了现有工艺的兼容性和成本效益，使得企业能够在不牺牲经济效益的前提下提升产品质量。

30、综上所述，优化p型注入监控图形的位置在n型截止环frd产品中的应用，通过解决寄生二极管引起的可靠性问题，实现了产品的可靠性、稳定性、电场分布、抗玷污能力和成品率的全面提升，为产品的批量生产和市场推广奠定了坚实基础。

技术特征：

1.一种n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，在所述划片道内形成n型截止环包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，在所述伪器件区和/或所述伪有源区形成p型注入监控区包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，所述p型注入监控图形与相邻的所述划片道的间隔大于或等于一个芯片宽度的1/3，所述一个芯片宽度为两个所述划片道之间的距离。

5.根据权利要求3所述的n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，至少设置一个或多个所述p型注入监控图形。

6.根据权利要求3所述的n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，所述p型注入监控图形相对于所述半导体衬底的中心对称设置或者非对称设置。

7.根据权利要求3所述的n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，所述p型注入监控区的高度小于或等于所述n型漂移区高度的一半。

8.根据权利要求1所述的n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，还包括：沿所述划片道分割所述有源区，形成独立的芯片。

9.一种n型截止环frd产品，所述产品采用权利要求1至8中的任意一项所述的n型截止环frd产品的制作方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明提供一种N型截止环FRD产品及其制作方法，涉及半导体技术领域，本发明的N型截止环FRD制作方法包括以下步骤：提供一半导体衬底，衬底包括器件区域和伪器件区域；在器件区域形成有源区和伪有源区；在有源区之间、伪有源区之间以及有源区和伪有源区之间形成划片道；在划片道内形成N型截止环；提供监控版图，在监控版图上形成P型注入监控图形；根据及监控版图，在伪器件区域和/或伪有源区形成P型注入监控区。本发明通过优化监控版图，有效避免了在N型截止环区域内形成寄生二极管，从而显著降低了因寄生二极管引起的漏电流问题，提高了N型截止环FRD产品的可靠性。技术研发人员：侯炜辰,芦冬云受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2