MOS器件终端区的多晶环（多晶硅场板）和金属环（金属场板）是高压功率器件耐压保护的核心结构，通过电场调制和电位耦合，将主结边缘的峰值电场分散到终端区，防止雪崩击穿。二者在材料特性和功能上互补，共同构建起电荷平衡与电压分配体系。
一、多晶环的核心作用：电场调制与电荷耦合
多晶环由重掺杂的多晶硅材料构成，覆盖在场氧化层或栅氧化层上，与下方的P型场限环形成电容耦合。当器件承受反向偏压时，多晶环将场限环的电位纵向耦合至器件表面，使耗尽层从主结向终端区平稳延伸，从而分散表面电场强度。
具体功能包括：
分压与电场平滑：多晶环形成浮空场板结构，其电位通过电容耦合跟随下方场限环电势变化，在相邻场限环之间产生附加电场，迫使耗尽区横向展宽，将主结边缘2.22×10⁵V/cm的峰值电场降低至2.12×10⁵V/cm，击穿电压提升30V以上。 截止环替代：在改进型终端结构中，多晶场板与深沟槽结合，形成沟槽式截止环。当耗尽层延伸至沟槽时，多晶硅与N型掺杂区接触形成等电位，阻挡耗尽层进一步扩展，省去传统分压环结构，使终端面积缩小30μm，芯片集成度显著提高。 自对准掩蔽：多晶环在工艺中充当离子注入掩膜版，保护其覆盖区域免受场限环P型杂质注入，有效分离有源区与终端区，简化制造流程至5块光刻板。 超结过渡：在超结MOS中，多晶场板横跨有源区与终端区过渡带，通过台阶结构覆盖1-2个P型沟槽，使电场分布从元胞区的电荷平衡平稳过渡到终端区，避免突变导致的电场集中。展开剩余60%二、金属环的核心作用：低阻连接与电位等化
金属环由铝或铜等低电阻率材料构成，通过接触孔与下方的多晶环和场限环形成欧姆接触，将多晶环的高阻电位引出，并连接至电极（源极或栅极），确保整个终端区电位均匀分布。
具体功能包括：
电位等化：金属环通过接触孔将场限环、截止环内的导电多晶硅与外部电极短接，形成等电位结构。在反向偏压时，金属环使截止环电极电势与外侧P阱电势相同，近似等于漏极高电势，从而抑制漏电流，提高截止效果。 大电流承载：金属环作为电极引出端，承担有源区源极电流汇总功能。在功率MOS中，金属场板覆盖多级场限环，通过多接触孔并联降低电阻，确保大电流（>100A）下压降<0.1V。 场板增强：金属场板覆盖在多晶场板之上，形成双层场板结构。金属层因电阻率更低，能更有效地将电场线拉向表面，进一步降低主结附近电场强度，使击穿电压从650V提升至686V。 屏蔽与保护：在钝化层覆盖后，金属环作为最外层屏蔽，阻挡外部湿气与离子污染，防止表面漏电沟道形成，提升器件长期可靠性。三、多晶环与金属环的协同机制
二者形成 "耦合-引出" 级联结构：多晶环通过电容耦合获取场限环电位，金属环通过低阻接触将该电位稳固并扩展至整个终端表面。
电场调制过程：
反向偏压初期：主结P阱耗尽层外展，多晶环感应电势，在相邻场限环间形成横向电场，推动耗尽层向终端区延伸 偏压升高：金属环连接的多晶场板使表面电势均匀，耗尽层在终端区P-N柱间交替耗尽，实现电荷平衡 临近击穿：深沟槽截止环内的多晶硅与金属共同作用，使耗尽层在截止环内终止，电场强度在2.12×10⁵V/cm时雪崩击穿发生于元胞区，而非终端这种协同使终端尺寸缩小30μm，芯片成本降低15%，同时击穿电压维持686V以上。
四、结构优化趋势与创新
槽型场板替代平面场板：将多晶硅嵌入深沟槽，形成分裂栅式终端，多晶场板宽度小于结深，退火后P型杂质横向扩散连接场限环，等效为掺杂浓度降低的场限环，节省1块光刻版。
浮空式场板设计：多晶场板不直接连接场限环，通过电容耦合浮空，金属场板间距可拉大至S2>S1，简化工艺，终端尺寸进一步缩小。
单一截止环结构：仅用沟槽截止环+多晶/金属场板，省去多级分压环，终端面积减少40%，元胞区占比提升至75%，芯片利用率大幅提高。
一句话总结：多晶环通过电容耦合调制电场、金属环通过低阻接触稳固电位，二者构成MOS终端区的"感压-稳压"二级保护系统，是高压器件耐压能力>650V的物理基石。
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