[發明專利]一種高效整流器及其制造方法

有效

• 申請號: 201610150194.2
• 申請日: 2016-03-16
• 公開（公告）號: CN107204336B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 陳文鎖;張培健;鐘怡;王林凡
• 申請（專利權）人: 重慶中科渝芯電子有限公司;中國電子科技集團公司第二十四研究所
• 主分類號: H01L27/07
• 分類號: H01L27/07;H01L21/8249
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

1.一種高效整流器，其特征在于：包括重摻雜第一導電類型襯底層(10)、輕摻雜第一導電類型外延層(20)、第二導電類型保護環區(21)、第二導電類型體區(22)、第一導電類型增強層(23)、場介質層(30)、柵介質層(31)、柵電極層(32)、上電極金屬層(40)和下電極金屬層(50)；

所述重摻雜第一導電類型襯底層(10)覆蓋于下電極金屬層(50)之上；

所述輕摻雜第一導電類型外延層(20)覆蓋于重摻雜第一導電類型襯底層(10)之上；

所述第二導電類型保護環區(21)和第二導電類型體區(22)覆蓋于輕摻雜第一導電類型外延層(20)之上的部分表面；

所述第一導電類型增強層(23)浮空于輕摻雜第一導電類型外延層(20)內部；

所述場介質層(30)和柵介質層(31)覆蓋于輕摻雜第一導電類型外延層(20)之上的部分表面；

所述柵電極層(32)覆蓋于柵介質層(31)之上；

所述上電極金屬層(40)覆蓋于介質層(30)、柵電極層(32)和第二導電類型體區(22)之上；所述上電極金屬層(40)還覆蓋于第二導電類型保護環區(21)之上的部分表面。

2.根據權利要求1所述的一種高效整流器，其特征在于：所述第二導電類型保護環區(21)為閉合狀的環形結構；環形包圍的中間區域為有源區。

3.根據權利要求1或2所述的一種高效整流器，其特征在于：所述第二導電類型體區(22)由一個或者多個重復的結構單元構成；所述第二導電類型體區(22)位于有源區內部，位于有源區邊緣的結構單元與第二導電類型保護環區(21)可以接觸，也可以不接觸。

4.根據權利要求1或2所述的一種高效整流器，其特征在于：所述第一導電類型增強層(23)分布在整個有源區；所述第一導電類型增強層(23)與第二導電類型體區(22)相接觸；所述第一導電類型增強層(23)與第二導電類型保護環區(21)可以接觸，也可以不接觸。

5.根據權利要求1或2所述的一種高效整流器，其特征在于： 所述場介質層(30)位于有源區外部；所述柵介質層(31)位于有源區內部。

6.根據權利要求1或2所述的一種高效整流器，其特征在于：所述場介質層(30)還覆蓋于第二導電類型保護環區(21)之上的部分表面；所述場介質層(30)與第二導電類型體區(22)不接觸；所述場介質層(30)與柵介質層(31)不接觸。

7.一種高效整流器的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將輕摻雜第一導電類型外延層(20)覆蓋于重摻雜第一導電類型襯底層(10)之上；

2)將場介質層(30)覆蓋于輕摻雜第一導電類型外延層(20)之上；

3)利用第一掩膜層形成閉合環形結構的第二導電類型保護環區(21)；其環形環繞部分為有源區；

4)利用第二掩膜層刻蝕所述有源區上方的場介質層(30)；

5)向有源區普遍注入第一導電類型的雜質形成第一導電類型增強層(23)；在有源區上方依次覆蓋柵介質材料和柵電極材料；

6)利用第三掩膜層形成柵介質層(31)和柵電極層(32)；

7)向有源區普遍注入第二導電類型雜質離子，快速退火后形成第二導電類型體區(22)；

8)形成上電極金屬層(40)；

9)形成下電極金屬層(50)。

8.根據權利要求7所述的一種高效整流器的制造方法，其特征在于：所述步驟5)中的柵電極材料優選多晶硅材料；所述多晶硅材料通過原味摻雜方式或者雜質注入后退火的方式完成摻雜。

9.根據權利要求7所述的一種高效整流器的制造方法，其特征在于：所述步驟8)中的上電極金屬層(40)包括高級硅化物和常規金屬；所述高級硅化物優選鈦硅或者鉑硅，所述常規金屬優選鋁硅或鋁硅銅。