[發明專利]具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件及其制造方法

在審

• 申請號: 202010887963.3
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111969042A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 章文通;祖健;朱旭晗;何乃龍;喬明;李肇基;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;電子科技大學廣東電子信息工程研究院
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/78;H01L29/786;H01L21/336
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.一種具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件，其特征在于包括：

第二導電類型襯底(21)、第一導電類型漂移區(11)、第一導電類型阱區(12)和第二導電類型阱區(22)、第一介質氧化層(31)、槽底第二導電類型區(23)、第二介質氧化層(32)、第三介質氧化層(33)、控制柵多晶硅(41)、重摻雜第二導電類型區(25)以及重摻雜第一導電類型區(13)；

其中，第一導電類型漂移區(11)位于第二導電類型襯底(21)上方，第二導電類型阱區(22)位于第一導電類型漂移區(11)內的左側并和第二導電類型襯底(21)相連，第一導電類型阱區(12)位于第一導電類型漂移區(11)體內右側，第一介質氧化層(31)位于第一導電類型漂移區(11)內填充深槽，第二介質氧化層(32)位于第一導電類型漂移區(11)上方，槽底第二導電類型區(23)位于第一導電類型漂移區(11)內第一介質氧化層(31)下方并與第二導電類型襯底(21)相連，第三介質氧化層(33)覆蓋部分第二導電類型阱區(22)的上方，并延伸至第一導電類型漂移區(11)上方，控制柵多晶硅(41)位于第三介質氧化層(33)上方，并覆蓋部分第二介質氧化層(32)，重摻雜第一導電類型區(13)位于第一導電類型阱區(12)和第二導電類型阱區(22)內，重摻雜第二導電類型區(25)與第二導電類型阱區(22)內的重摻雜第一導電類型區(13)相切；

所述槽底第二導電類型區(23)與槽底的第一導電類型漂移區(11)構成超結結構并維持電荷平衡。

2.根據權利要求1所述的具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件，其特征在于：第一導電類型漂移區(11)通過外延或注入推結的方式形成。

3.根據權利要求1所述的具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件，其特征在于：漂移區深槽沿器件寬度方向呈周期性分布，并使用硬掩模層Hard Mask阻擋刻蝕得到。

4.根據權利要求1所述的具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件，其特征在于：第二導電類型區域(23)通過槽底多次不同能量注入形成并最終與第二導電類型襯底(21)相連。

5.根據權利要求1所述的具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件，其特征在于：第二導電類型襯底(21)是SOI襯底或藍寶石襯底。

6.根據權利要求1所述的具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件，其特征在于：半導體材料使用Si或SiC材料，并且/或者填充深槽的第一介質氧化層(31)是高K或低K介質材料。

7.權利要求1至6任意一項所述的具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件制作方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：在第二導電類型襯底(21)上方外延生長或注入推結得到第一導電類型漂移區(11)；

步驟2：注入第一導電類型阱區(12)和第二導電類型阱區(22)；

步驟3：硬掩模層Hard Mask阻擋刻蝕深槽；

步驟4：槽底多次注入槽底第二導電類型區(23)，并使其與第二導電類型襯底(21)相連；

步驟5：淀積第一介質氧化層(31)填充深槽；

步驟6：熱氧化生長第二介質氧化層(32)；

步驟7：熱氧化生長第三介質氧化層(33)，淀積刻蝕控制柵多晶硅(41)；

步驟8：重摻雜第一導電類型區(13)和重摻雜第二導類型區(25)注入激活。

8.根據權利要求7所述的具有高深寬比體內超結的橫向高壓器件制作方法，其特征在于：步驟3中硬掩模層Hard Mask換成光刻膠阻擋刻蝕。

9.根據權利要求1所述的具有高深寬比體內超結高壓橫向器件，其特征在于：第一導電類型為N型摻雜，第二導電類型為P型摻雜；或第一導電類型為P型摻雜，第二導電類型為N型摻雜。