[發明專利]一種超低比導通電阻的橫向高壓功率器件及制造方法

有效

• 申請號: 201310177386.9
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103280457A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 喬明;李燕妃;周鋅;蔡林希;許琬;吳文杰;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10;H01L21/336
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

1.一種超低比導通電阻的橫向高壓功率器件，包括第一導電類型半導體襯底（1）、第二導電類型半導體漂移區（2）、第一導電類型半導體降場層（3）、第一導電類型半導體體區（6）、第一導電類型半導體埋層（4）、第二導電類型半導體重摻雜層（5）、場氧化層（7）、柵氧化層（8）、多晶硅柵極（9）、第二導電類型半導體漏區（10）、第二導電類型半導體源區（11）、第一導電類型半導體體接觸區（12）、金屬前介質（13）、源極金屬（14）、漏極金屬（15）；第二導電類型半導體漂移區（2）位于第一導電類型半導體襯底（1）表面，第二導電類型半導體漂移區（2）的頂層中間區域具有第一導電類型半導體降場層（3）和第二導電類型半導體重摻雜層（5），第二導電類型半導體漂移區（2）的頂層一側區域具有與漏極金屬（15）相連的第二導電類型半導體漏區（10），第二導電類型半導體漂移區（2）表面是場氧化層（7），第二導電類型半導體重摻雜層（5）位于場氧化層（7）和第一導電類型半導體降場層（3）之間；第一導電類型半導體體區（6）位于第一導電類型半導體襯底（1）表面，第一導電類型半導體體區（6）與第二導電類型半導體漂移區（2）中遠離第二導電類型半導體漏區（10）的側面相接觸，第一導電類型半導體體區（6）中具有與源極金屬（14）相連的第二導電類型半導體源區（11）和第一導電類型半導體體接觸區（12）；第一導電類型半導體體區（6）與第一導電類型半導體襯底（1）之間還具有第一導電類型半導體埋層（4）；第一導電類型半導體體區（6）和第二導電類型半導體源區（11）的表面是柵氧化層（8），柵氧化層（8）的表面是多晶硅柵極（9）；多晶硅柵極（9）、源極金屬（14）和漏極金屬（15）之間的區域填充有金屬前介質（13）。

2.一種超低比導通電阻的橫向高壓功率器件制造方法，包括以下步驟：

第一步：采用光刻和離子注入工藝在第一導電類型半導體襯底（1）中注入第二導電類型半導體，并擴散形成第二導電類型半導體漂移區（2）；所述第一導電類型半導體襯底（1）的電阻率為10～200歐姆·厘米，第二導電類型半導體漂移區（2）的注入劑量為1E12cm^-2～5E12cm^-2；

第二步：采用光刻和離子注入工藝，在第一導電類型半導體襯底（1）中注入第一導電類型半導體，形成第一導電類型半導體體區（6）；所述第一導電類型半導體體區（6）在器件橫向方向上與第二導電類型半導體漂移區（2）并排相連；所述第一導電類型半導體體區（6）的注入劑量為1E12cm^-2～5E13cm^-2；

第三步：采用光刻和離子注入工藝，在第二導電類型半導體漂移區（2）中注入第一導電類型半導體形成第一導電類型半導體降場層（3），同時在第一導電類型半導體體區（6）下方的第一導電類型半導體襯底（1）中形成第一導電類型半導體埋層（4）；所述第一導電類型半導體降場層（3）和第一導電類型半導體埋層（4）的注入劑量為1E12～1E13cm^-2；

第四步：采用光刻和離子注入工藝，在第二導電類型半導體漂移區（2）中注入第二導電類型半導體形成第二導電類型半導體重摻雜層（5）；所述第二導電類型半導體重摻雜層（5）位于第一導電類型半導體降場層（3）上表面；所述第二導電類型半導體重摻雜層（5）的注入劑量為1E12cm^-2～1E13cm^-2；

第五步：在器件表面形成場氧化層（7）；

第六步：光刻場氧化層（7），露出第一導電類型半導體體區（6）和第二導電類型半導體漂移區（2）的漏極注入區，然后在第一導電類型半導體體區（6）表面淀積柵氧化層（8），所述柵氧化層（8）的厚度為7nm～100nm；

第七步：光刻柵氧化層（8），露出第一導電類型半導體體區（6）的源極注入區，然后在柵氧化層（8）表面淀積多晶硅柵電極（9），所述多晶硅柵電極（9）的方塊電阻值為10～40歐姆/方塊；

第八步：采用光刻和離子注入工藝，在第二導電類型半導體漂移區（2）的漏極注入區注入第二導電類型半導體形成第二導電類型半導體漏區（10），在第一導電類型半導體體區（6）的源極注入區注入第二導電類型半導體形成第二導電類型半導體源區（11），并注入第一導電類型半導體形成第一導電類型半導體體接觸區（12）；所述第二導電類型半導體漏區（10）、第二導電類型半導體源區（11）和第一導電類型半導體體接觸區（12）的注入劑量為1E15cm^-2～2E16cm^-2；

第九步：淀積形成金屬前介質（13）；

第十步：光刻金屬前介質（13），露出第二導電類型半導體漏區（10）、第二導電類型半導體源區（11）和第一導電類型半導體體接觸區（12）；然后在第二導電類型半導體漏區（10）表面淀積漏極金屬（15），在第二導電類型半導體源區（11）和第一導電類型半導體體接觸區（12）表面淀積源極金屬（14）。