[發明專利]采用金屬硅化物的功率半導體器件結構及制備方法

有效

• 申請號: 201210421076.2
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102903743A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 徐承福;朱陽軍;盧爍今;吳凱;陳宏
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: H01L29/45
• 分類號: H01L29/45;H01L29/739;H01L21/285;H01L21/331
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 殷紅梅

1.一種采用金屬硅化物的功率半導體器件結構，在所述半導體器件的截面上，包括第一導電類型漂移區，第一導電類型漂移區具有相互平行的正面和背面；所述第一導電類型漂移區內設有第二導電類型基區，第二導電類型基區由第一導電類型漂移區的正面向背面方向延伸，且第二導電類型基區的延伸距離小于第一導電類型漂移區的厚度；所述第二導電類型基區內設有第一導電類型發射區，第一導電類型發射區位于第二導電類型基區的上部，第一導電類型發射區由第一導電類型漂移區的正面向背面方向延伸，第一導電類型發射區的濃度大于第一導電類型漂移區的濃度；所述第一導電類型漂移區內的第二導電類型基區通過位于第一導電類型漂移區正面上的柵氧化層以及位于柵氧化層下方的第一導電類型漂移區相隔離；所述柵氧化層位于第一導電類型漂移區正面的中心區，分別與兩側的第二導電類型基區相接觸，并與兩側第二導電類型基區內相鄰的第一導電類型發射區相接觸；在所述柵氧化層上設有多晶柵，多晶柵的形狀與柵氧化層的形狀相一致；所述第二導電類型基區位于第一導電類型漂移區正面中心區的外圈，第二導電類型基區環繞多晶柵和柵氧化層；在所述第二導電類型基區上設有發射極，發射極與第二導電類型基區和該第二導電類型基區內的第一導電類型發射區相接觸，在多晶柵上設有柵電極；其特征是：在所述第一導電類型漂移區的背面注入第二導電類型離子形成第二導電類型集電區，在第一導電類型漂移區的背面淀積有第一集電金屬區，第一集電金屬區的一面覆蓋在第一導電類型漂移區的背面，第一集電金屬區的另一面上淀積有第二集電金屬區。

2.如權利要求1所述的采用金屬硅化物的功率半導體器件結構，其特征是：所述第一集電金屬區是由Pb、Pt?或Ni淀積形成的金屬薄膜。

3.如權利要求1所述的采用金屬硅化物的功率半導體器件結構，其特征是：所述第二集電金屬區為Al/Ti/Ni/Ag多層金屬。

4.如權利要求1所述的采用金屬硅化物的功率半導體器件結構，其特征是：所述發射極和柵電極相隔離。

5.如權利要求1所述的采用金屬硅化物的功率半導體器件結構，其特征是：所述柵氧化層的厚度為1000?。

6.一種采用金屬硅化物的功率半導體器件結構的制備方法，其特征是，采用如下制作過程：

（1）提供具有正面和背面的第一導電類型基板，在第一導電類型基板的正面與背面之間為第一導電類型漂移區，在第一導電類型漂移區的正面干氧氧化生長成一層厚度1000?的柵氧化層；

（2）在低溫爐管內于柵氧化層的上表面生長一層多晶層并利用光刻腐蝕出柵極形狀，得到位于第一導電類型漂移區正面中心的柵氧化層和位于柵氧化層上的多晶柵，多晶柵的形狀與柵氧化層的形狀相一致；

（3）在第一導電類型漂移區的正面、環繞多晶柵和柵氧化層的區域中自對準注入第二導電類型離子，并進行熱擴散，得到第二導電類型基區；所述第二導電類型基區由第一導電類型漂移區的正面向背面方向延伸，且第二導電類型基區的延伸距離小于第一導電類型漂移區的厚度，在截面上，柵氧化層與兩側的第二導電類型基區相接觸；

（4）在第一導電類型漂移區的正面光刻出第一導電類型發射區的注入窗口，然后進行高濃度注入第一導電類型離子，退火后在第二導電類型基區內形成第一導電類型發射區，在截面上，柵氧化層與相鄰兩側的第二導電類型基區內相鄰的第一導電類型發射區相接觸；

（5）在上述第一導電類型漂移區的正面進行金屬連線制作，先在第一導電類型漂移區的正面淀積一層金屬，然后用光刻腐蝕工藝腐蝕出金屬的連線形貌，在多晶柵上形成柵電極，在第二導電類型基區上形成發射極，發射極與第二導電類型基區和該第二導電類型基區內的第一導電類型發射區相接觸，發射極和柵電極相隔離；

（6）將上述第一導電類型漂移區的背面進行減薄至所需厚度，然后在第一導電類型漂移區的背面注入第二導電類型離子，得到第二導電類型集電區；接著在第一導電類型漂移區的背面采用Pb、Pt或Ni淀積金屬薄膜，得到第一集電金屬區；再經450℃的氮氣退火處理60分鐘；

（7）在第一集電金屬區的外表面蒸發形成Al/Ti/Ni/Ag多層金屬，得到第二集電金屬區。

7.如權利要求6所述的采用金屬硅化物的功率半導體器件結構的制備方法，其特征是：所述步驟（5）中，淀積的金屬厚度為4μm，淀積的金屬為Al。