[發(fā)明專利]一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210298991.7
• 申請日: 2012-08-21
• 公開（公告）號: CN103633138A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱江
• 申請（專利權(quán)）人: 朱江
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及到一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片，本發(fā)明還涉及一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片的制備方法。

背景技術(shù)

能實現(xiàn)高耐壓和低導(dǎo)通電阻的半導(dǎo)體晶片結(jié)構(gòu)為呈現(xiàn)柱狀的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體區(qū)域交替并排設(shè)置的結(jié)構(gòu)，柱狀的P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體垂直于晶片表面。通過將P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的雜質(zhì)濃度和寬度設(shè)定為希望值，在施加反向壓降時能夠?qū)崿F(xiàn)高耐壓。此種結(jié)構(gòu)稱作電荷補償結(jié)構(gòu)。

電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片用于制造的半導(dǎo)體器件在反向偏壓下，器件的峰值電場出現(xiàn)在柱狀半導(dǎo)體材料底部，一定程度上影響器件的反向阻斷特性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述問題提出，提供一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片及其制備方法。

一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片，其特征在于：包括：襯底層，為第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料；漂移層，為第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料，位于襯底層之上，漂移層中襯底層垂直方向上分布條狀第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料，在條狀第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料底部具有絕緣材料。?

一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片的制備方法，其特征在于：在襯底層表面形成第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料外延層；在外延層中形成多個溝槽；在溝槽內(nèi)淀積絕緣材料，然后反刻蝕絕緣材料；通過外延層生長形成第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體材料外延層，對表面進行平整化處理。

本發(fā)明的一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片，在半導(dǎo)體漂移層中條狀電荷補償半導(dǎo)體材料底部引入厚絕緣材料，提高半導(dǎo)體晶片反向偏壓阻斷能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片的第一種剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明的一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片的第二種剖面示意圖。

其中，1、襯底層；2、N型半導(dǎo)體硅材料；3、P型半導(dǎo)體硅材料；4、二氧化硅。

具體實施方式

實施例1

圖1為本發(fā)明的一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片的第一種剖面示意圖，下面結(jié)合圖1詳細說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。

一種電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片，包括：襯底層1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E20cm^-3；N型半導(dǎo)體硅材料2，位于襯底層1之上，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，厚度為40μm，磷原子的摻雜濃度為1E16cm^-3；P型半導(dǎo)體硅材料3，位于N型半導(dǎo)體硅材料2中，為P傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，寬度為2μm，水平間距為2μm，高度為38μm，硼原子的摻雜濃度為1E16cm^-3；二氧化硅2，位于P型半導(dǎo)體硅材料3底部，厚度為3μm。

其制作工藝包括如下步驟：

第一步，在襯底層1表面生長磷原子摻雜外延層，形成N型半導(dǎo)體硅材料2，然后進行淀積氮化硅層，通過光刻腐蝕工藝去除表面部分氮化硅層；

第二步，通過各向異性干法刻蝕工藝，在N型半導(dǎo)體硅材料2中形成多個溝槽；

第三步，在溝槽內(nèi)淀積二氧化硅2，然后反刻蝕二氧化硅2；

第四步，通過定向外延層生長形成P型半導(dǎo)體硅材料3，對表面進行平整化處理，如圖1所示。

實施例2

圖2為本發(fā)明的一種底部隔離電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片的第二種剖面示意圖，下面結(jié)合圖2詳細說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。

一種電荷補償結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體晶片，包括：襯底層1，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E20cm^-3；N型半導(dǎo)體硅材料2，位于襯底層1之上，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，厚度為40μm，磷原子的摻雜濃度為1E16cm^-3；P型半導(dǎo)體硅材料3，位于N型半導(dǎo)體硅材料2和襯底層1中，為P傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料，寬度為2μm，水平間距為2μm，高度為43μm，硼原子的摻雜濃度為1E16cm^-3；二氧化硅2，位于P型半導(dǎo)體硅材料3底部，厚度為3μm。

其制作工藝包括如下步驟：

第一步，在襯底層1表面生長磷原子摻雜外延層，形成N型半導(dǎo)體硅材料2，然后進行淀積氮化硅層，通過光刻腐蝕工藝去除表面部分氮化硅層；

第二步，通過各向異性干法刻蝕工藝，在N型半導(dǎo)體硅材料2中形成多個溝槽；

第三步，在溝槽內(nèi)淀積二氧化硅2，然后反刻蝕二氧化硅2；

第四步，通過定向外延層生長形成P型半導(dǎo)體硅材料3，對表面進行平整化處理，如圖2所示。

通過上述實例闡述了本發(fā)明，同時也可以采用其它實例實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明不局限于上述具體實例，因此本發(fā)明由所附權(quán)利要求范圍限定。