[發(fā)明專利]一種柵約束硅控整流器及其實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011024051.X
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112071834A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱天志;黃冠群;陳昊瑜;邵華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L27/02
• 分類號(hào): H01L27/02;H01L27/06;H01L21/8249
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種柵約束硅控整流器，其特征在于，所述整流器包括：

半導(dǎo)體襯底(80)；

生成于所述半導(dǎo)體襯底(80)中的N阱(60)和P阱(70)；

高濃度N型摻雜(28)、高濃度P型摻雜(20)依次置于N阱(60)上部，高濃度N型摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)依次置于所述P阱(70)上部，所述高濃度P型摻雜(20)的右側(cè)為N阱(60)的一部分，高濃度P型摻雜(20)的右側(cè)到N阱(60)與P阱(70)分界處的寬度為A，所述高濃度N型摻雜(24)的左側(cè)為所述P阱(70)的一部分，高濃度N型摻雜(24)的左側(cè)到N阱(60)與P阱(70)分界處的寬度為B；

在所述高濃度N型摻雜(28)的上方、高濃度P型摻雜(20)的上方、高濃度N型摻雜(24)的上方、高濃度P型摻雜(26)的上方分別生成金屬硅化物(30)，在寬度為A的所述N阱(60)的上方設(shè)置第二柵極(50)；

所述高濃度N型摻雜(28)上方的金屬硅化物(30)引出電極連接至電源，所述高濃度P型摻雜(20)上方的金屬硅化物(30)引出電極與所述第二P型柵極(50)相連并引出電極組成所述柵約束硅控整流器的陽極，所述高濃度N型摻雜(24)上方的金屬硅化物(30)與所述高濃度P型摻雜(26)的上方的金屬硅化物(30)相連并引出電極組成所述柵約束硅控整流器的陰極。

2.如權(quán)利要求1所述的一種柵約束硅控整流器，其特征在于：所述高濃度P型摻雜(20)、所述N阱(60)以及所述P阱(70)構(gòu)成等效PNP三極管結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種柵約束硅控整流器，其特征在于：所述N阱(60)、P阱(70)與高濃度N型摻雜(24)構(gòu)成等效NPN三極管結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求1所述的一種柵約束硅控整流器，其特征在于：第二柵極(50)為P型柵極。

5.如權(quán)利要求1所述的一種柵約束硅控整流器，其特征在于：所述高濃度N型摻雜(28)左側(cè)設(shè)置淺溝道隔離層(10)，所述高濃度N型摻雜(28)、高濃度P型摻雜(20)間利用所述N阱(60)隔離，在該部分N阱上方放置第一柵極(40)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種柵約束硅控整流器，其特征在于：所述第一柵極(40)為P型柵極。

7.如權(quán)利要求5所述的一種柵約束硅控整流器，其特征在于：所述高濃度P型摻雜(26)右側(cè)放置淺溝道隔離層(10)，所述高濃度N型摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)間用淺溝道隔離層(10)隔離。

8.如權(quán)利要求7所述的一種柵約束硅控整流器，其特征在于：A、B的大小決定所述柵約束硅控整流器回滯效應(yīng)的維持電壓Vh和觸發(fā)電壓Vt1，A、B的取值范圍均為0.2um～1um。

9.一種柵約束硅控整流器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于：將現(xiàn)有的新型柵約束硅控整流器中第二P型柵極(50)覆蓋P阱的部分去掉，保留其覆蓋N阱的部分，并將該第二P型柵極(50)和高濃度P型摻雜(20)相連并引出電極構(gòu)成所述柵約束硅控整流器的陽極。

10.如權(quán)利要求9所述的一種柵約束硅控整流器的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟S1，提供一半導(dǎo)體襯底(80)；

步驟S2，于該半導(dǎo)體襯底(80)中生成N阱(60)和P阱(70)；

步驟S3，將高濃度N型摻雜(28)、高濃度P型摻雜(20)依次置于N阱(60)上部，高濃度N型摻雜(24)、高濃度P型摻雜(26)置于所述P阱(70)上部，所述高濃度P型摻雜(20)的右側(cè)為N阱(60)的一部分，高濃度P型摻雜(20)的右側(cè)到N阱(60)與P阱(70)分界處的寬度為A，所述高濃度N型摻雜(24)的左側(cè)為所述P阱(70)的一部分，高濃度N型摻雜(24)的左側(cè)到N阱(60)與P阱(70)分界處的寬度為B；

步驟S4，在所述高濃度N型摻雜(28)的上方、高濃度P型摻雜(20)的上方、高濃度N型摻雜(24)的上方、高濃度P型摻雜(26)的上方分別生成金屬硅化物(30)，并在寬度為A的所述N阱(60)的上方設(shè)置所述第二P型柵極(50)；

步驟S5，將所述高濃度N型摻雜(28)上方的金屬硅化物(30)引出電極連接至電源，所述高濃度P型摻雜(20)上方的金屬硅化物(30)引出電極與所述第二P型柵極(50)相連并引出電極組成所述柵約束硅控整流器的陽極，所述高濃度N型摻雜(24)上方的金屬硅化物(30)與所述高濃度P型摻雜(26)的上方的金屬硅化物(30)相連并引出電極組成所述柵約束硅控整流器的陰極。