[發(fā)明專利]具有SOI襯底的半導(dǎo)體裝置及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010503591.6
• 申請(qǐng)日: 2010-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102034876A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘆田洋一;戶倉(cāng)規(guī)仁;高橋茂樹(shù);中山喜明;白木聰;千田厚慈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社電裝
• 主分類號(hào): H01L29/861
• 分類號(hào): H01L29/861;H01L29/06;H01L21/329
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有SOI襯底的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。半導(dǎo)體裝置具有足夠的擊穿電壓。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)上，半導(dǎo)體裝置具有形成于SOI襯底中的半導(dǎo)體元件。SOI襯底被制備，這樣支撐襯底和活性層就經(jīng)由嵌入絕緣薄膜彼此粘合。在半導(dǎo)體裝置中，當(dāng)設(shè)備操作時(shí)，支撐襯底的電勢(shì)固定為預(yù)定電勢(shì)例如GND電勢(shì)。在支撐襯底的電勢(shì)固定為預(yù)定電勢(shì)的情況下，當(dāng)向活性層的預(yù)定部分施加高壓時(shí)，電荷會(huì)感應(yīng)到活性層中鄰近絕緣薄膜的部分中，這樣就形成了反型層。因此擊穿電壓降低。下面將參照?qǐng)D22說(shuō)明該降低。

圖22顯示了相對(duì)于SOI襯底J1具有橫向PN二極管的半導(dǎo)體裝置中的等效電勢(shì)分布。當(dāng)高壓施加到PN二極管的陰極J2上并且陽(yáng)極J3接地時(shí)，正電荷就感應(yīng)到活性層J4中鄰近嵌入絕緣薄膜J5的部分中，這樣就會(huì)在活性層J4的該部分中形成反型層。因此，N+陰極區(qū)域J6和絕緣薄膜J5之間的相鄰等效電勢(shì)線的距離就會(huì)變窄。因此，就會(huì)在N+陰極區(qū)域J6和絕緣薄膜J5之間電場(chǎng)變高。因此，設(shè)備的擊穿電壓就會(huì)降低。

為了防止擊穿電壓降低，在對(duì)應(yīng)于USP?6,049,109的JP-B2-3959125中公開(kāi)了具有絕緣薄膜的半導(dǎo)體裝置，其中絕緣薄膜的表面凹凸不平。圖23顯示了該設(shè)備的剖視圖。凹面J5a和凸面J5b形成在嵌入絕緣薄膜J5上這樣正電荷就積聚在凹面J5a上。因此，就形成偽靜電場(chǎng)起電板。當(dāng)偽靜電場(chǎng)起電板形成時(shí)，等效電勢(shì)線就沿垂直方向朝凸面J5b布置。因此，相鄰等效電勢(shì)線之間的距離就會(huì)改變，這樣就提高了擊穿電壓。

然而，當(dāng)凹面和凸面形成在嵌入絕緣薄膜上時(shí)，需要用于形成凹面和凸面的步驟。因此，制造過(guò)程就很復(fù)雜。特別地，在作為活性層的硅襯底粘合至支撐襯底之前，凹面由光刻法形成在硅襯底的后側(cè)上。因此，凹面和凸面在凹面和凸面形成步驟中形成在硅襯底上。然后，在絕緣體形成步驟中，絕緣薄膜沉積在硅襯底的后側(cè)上，且凹面和凸面形成在該后側(cè)上。在平整步驟中，絕緣薄膜的表面被平整。另外，為了在凹面處積聚電荷，需要在凹面和凸面形成步驟中形成具有足夠深度的凹面。在絕緣體形成步驟中，絕緣薄膜形成為具有足夠的厚度這樣凹面就嵌有絕緣薄膜。另外，在平整步驟中，絕緣薄膜被平整。因此，設(shè)備的制造過(guò)程是復(fù)雜的。

另外，傳統(tǒng)上，具有高擊穿電壓的半導(dǎo)體裝置是從包括支撐襯底、活性層和嵌入絕緣薄膜的SOI襯底制備的。在該設(shè)備中，在設(shè)備的周邊處可能會(huì)出現(xiàn)擊穿電壓降低。在對(duì)應(yīng)于US?2004/0227188的JP-B2-4204895中，分壓二極管經(jīng)由絕緣薄膜布置在高擊穿電壓設(shè)備一側(cè)上，且該設(shè)備具有矩形形狀。二極管經(jīng)由接線彼此連接。在這種情形下，分壓二極管依照距離將電壓在設(shè)備中高壓側(cè)上的端部和設(shè)備中低壓側(cè)上的另一個(gè)端部之間分成多級(jí)。因此，電勢(shì)控制是通過(guò)設(shè)備的一側(cè)執(zhí)行的，并且因此，減小了電場(chǎng)。擊穿電壓降低就會(huì)得到限制。

然而，在上述設(shè)備中，為了控制設(shè)備一側(cè)的電勢(shì)，作為控制設(shè)備的分壓二極管附加地形成于設(shè)備中。因此，設(shè)備的尺寸會(huì)增大。

發(fā)明內(nèi)容

考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有SOI襯底的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。設(shè)備的擊穿電壓就得到提高。

依照本發(fā)明的第一方面，半導(dǎo)體裝置包括：SOI襯底，具有支撐襯底、嵌入絕緣薄膜和活性層，且它們按照該順序堆疊，其中活性層是由具有第一導(dǎo)電型的硅制成的；半導(dǎo)體元件，具有布置在活性層的表面部分中的第一雜質(zhì)層和第二雜質(zhì)層，其中第二雜質(zhì)層圍繞第一雜質(zhì)層這樣第一雜質(zhì)層和第二雜質(zhì)層就具有第一布局；布置在活性層中并且由元件分離結(jié)構(gòu)圍繞的元件分離區(qū)域；和布置在元件分離區(qū)域中的多個(gè)第一導(dǎo)電型區(qū)域和多個(gè)第二導(dǎo)電型區(qū)域。第一導(dǎo)電型區(qū)域和第二導(dǎo)電型區(qū)域布置在活性層中鄰近嵌入絕緣薄膜的一部分中，并且交替地布置在第一雜質(zhì)層和第二雜質(zhì)層之間。第一導(dǎo)電型區(qū)域和第二導(dǎo)電型區(qū)域具有對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體元件的第二布局。第一導(dǎo)電型區(qū)域具有高于活性層的雜質(zhì)濃度。

在上述設(shè)備中，第二導(dǎo)電型區(qū)域?qū)⒌谝粚?dǎo)電型區(qū)域夾在中間，這樣第二導(dǎo)電型區(qū)域就彼此間隔離開(kāi)一個(gè)預(yù)定距離。第一和第二導(dǎo)電型區(qū)域布置在活性層中鄰近嵌入絕緣薄膜并且在半導(dǎo)體元件下方的部分中。因此，電荷就不感應(yīng)到第二導(dǎo)電型區(qū)域中鄰近絕緣薄膜的部分中。特別地，沒(méi)有電荷會(huì)感應(yīng)到第一導(dǎo)電型區(qū)域中鄰近絕緣薄膜的部分中。因此，反型層就位于在第二導(dǎo)電型區(qū)域的部分中。因此，就形成偽靜電場(chǎng)起電板。因此，就會(huì)在活性層中鄰近絕緣薄膜的下部中生成依照第一導(dǎo)電型區(qū)域的距離的電壓降。沒(méi)有形成具有大的深度的凹面和凸面，就提高了擊穿電壓。