结终端结构的设计
1、设计考虑
1）优化表面电场分布，尽可能提高结终端结构的耐压效率。
2）减小结终端面积或尺寸，提高芯片面积的有效利用率。
3）考虑结终端区与有源区之间的相互作用，使结终端区不能对有源区内器件的特性产生有负面影响。比如在实际电路中，当器件承受过应力（如浪涌电流、短路电流或动态雪崩电流等）时，不能因结终端区发生电流集中而出现热击穿。
4）考虑结终端耐压的稳定性。当器件工作在不同环境下时，表面耐压稳定，即击穿电压不会发生漂移或蠕动等现象，尤其是高温下的漏电流要低。
5）考虑工艺实现的简单性与可行性。结终端的制作工艺越简单越好，最好能与有源区的工艺相兼容，增加的额外工艺步骤尽可能少，从而降低工艺的复杂度和工艺成本。
2、可靠性设计
1）沟道截止环的设计
放置一个沟道截止环来阻止反型沟道的扩展。
图1 场限环与场板结构中寄生的反型沟道及其解决措施
2）镇流电阻区的设计
将p阳极区的横向尺寸增加L，相当于增加了一个镇流电阻R，可有效缓解该处的电流集中，并有利于减小动态雪崩期间该处的电场强度和电流密度。
图2 功率二极管的结终端结构
3）终端区背面的注入效率设计
对于二极管结构，在终端区背面用P区代替N+区，减小阴极侧的电子注入效率。
在IGBT的结终端设计中，可采用线性窄化场限环（Linearly-Narrowed Field Limiting Ring， LNFLR）结构，除了表面采用渐变的场限环设计外，集电极的掺杂浓度也可以设计成不同的，在有源区为中等掺杂浓度，结终端区为低掺杂浓度，从而使有源区的空穴注入效率为0.2～0.3，而结终端区的空穴注入效率降为0。这样可有效缓解结终端区与有源区相邻处的电流集中，保证发射极侧有均匀的电流分布。采用这种ENFLR结终端，可使4.5kV CSTBT的结终 端尺寸缩小50%，同时有极好的动态耐用性。
图3 浅沟槽负斜角结终端结构示意图
3、浅结器件复合结终端的设计
3.1 浅沟槽负斜角结终端
图4 终端击穿电压随沟槽参数的变化
3.2 深沟槽斜角结终端
图5 不同角度的深沟槽斜角结终端结构
图6 击穿电压UBRS随关键结构参数的变化
表1 三种深槽斜角结终端结构比较
深槽斜角结终端结构优点在于所占用芯片面积较小，可用于PIC中来提高横向器件的终端击穿电压。
4、深结器件复合结终端的设计
4.1 场限环-斜角复合结终端结构
s1和s2分别表示主结与第1环结、第1环与第2环之间的掩模宽度。随斜角增加，终端击穿电压有所下降，同时空间电荷区的扩展宽度减小，都可实现体内击穿电压的98%以上，而传统的斜角结终端结构（即s1=s2=0），只能实现体内击穿电压的81%。
图7 场限环-负斜角复合结终端结构
表2 场限环-斜角复合结终端的击穿电压与结构参数之间的关系
图8 阶梯掺杂延伸型复合结终端结构
4.2 阶梯掺杂延伸复合平面结终端结构
w1和w2分别表示两级延伸区掺杂窗口 的宽度、d1和d2表示两级延伸区的深度、s1和s2分别表示主结与第一级延伸区和第一级与第二级延伸区的掩模宽度。
该复合结终端的击穿电压UBRS随各结构参数的变化如图9所示，随w1增加，UBRS先增加而后减小；随w2增加，UBRS增加，且增加的幅度越来越小。随s1和s2的增加，UBRS都是先增加而后减小，且当s1=20μm、s2=40μm时，UBRS最大。
图9 终端击穿电压UBRS随终端结构参数的变化
当d1确定时，UBRS随d2的增加先增加后下降；当NS1为5×1015cm-3、NS2为9×1014cm-3时，UBRS最大。由于实际工艺中结深与表面掺杂浓度有关，为了获得不同的结深，两级延伸区的表面掺杂浓度不宜相近。如果NS1取在（1～3）×1016cm-3、NS2取在（7～9）×1014cm-3，则终端击穿电压可达到体内击穿电压的90%以上。该结终端结构参数所允许的工艺容差范围较宽。
平面复合结终端可以大大减小结终端面积，降低漏电流，同时提高器件的高温稳定性。
4.3 台阶形沟槽-场限环复合结终端
将结终端阳极侧的p+区用n+区替代，使空穴的注入效率γp降为零，不仅可以有效缓解导通期间结终端区与有源区交界处的电流集中，而且可以显著降低结终端区的高温漏电流。
场限环-负斜角复合结终端结构的终端击穿电压最高，且工艺简单，容易实现，但只适合圆形芯片。阶梯掺杂延伸型复合结终端与台阶形沟槽-场限环复合结终端结构工艺较为复杂，成本较高，但通用于圆形芯片和方形芯片。
图10 台阶形沟槽-场限环终端结构