[發明專利]可控硅結構及其制造方法

在審

• 申請號: 202011332865.X
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112133743A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 李曉鋒;黃富強
• 申請（專利權）人: 浙江里陽半導體有限公司
• 主分類號: H01L29/74
• 分類號: H01L29/74;H01L21/332;H01L29/06
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕;彭家恩

1.一種可控硅結構，其特征在于，包括：

基區，所述基區為N型摻雜或P型摻雜，所述基區具有第一表面以及與所述第一表面相對的第二表面；

第一注入區，位于所述基區的第一表面，所述第一注入區為與所述基區摻雜類型對應，為P型摻雜或N型摻雜；

第二注入區，位于所述基區的第二表面，所述第二注入區為與所述基區摻雜類型對應，為P型摻雜或N型摻雜；

第三注入區，位于所述第二注入區的部分表面，所述第三注入區摻雜類型與所述第二注入區摻雜類型對應，為N型摻雜或P型摻雜；

所述第一注入區的表面上設有陽極電極，所述第二注入區的其余部分表面上設有門極電極，所述第三注入區的表面設有陰極電極，所述門極電極與所述陰極電極之間絕緣；

臺面溝槽，所述臺面溝槽環繞所述門極電極以及所述陰極電極的外圍設置，或者，環繞所述陽極電極的外圍設置，所述臺面溝槽的深度伸入所述基區內；

以及位于所述臺面溝槽底部的環繞保護層，所述環繞保護層的摻雜類型為與所述基區摻雜類型相同，為N型摻雜或P型摻雜，且所述環繞保護層的摻雜濃度大于所述基區的摻雜濃度。

2.如權利要求1所述的可控硅結構，其特征在于，所述環繞保護層的摻雜濃度以及深度與所述第三注入區的濃度以及深度一致。

3.如權利要求1所述的可控硅結構，其特征在于，所述臺面溝槽上還具有鈍化層。

4.如權利要求1所述的可控硅結構，其特征在于，所述第三注入區中具有多個短路點。

5.一種可控硅結構的制造方法，其特征在于，包括：

選取合適的硅片，并定義出芯片區和隔離區，所述硅片為第一摻雜類型，所述第一摻雜類型為N型摻雜或P型摻雜，所述硅片具有第一表面以及與所述第一表面相對的第二表面；

對所述硅片的第一表面和第二表面進行第二摻雜類型的擴散工藝，所述第二摻雜類型是與第一摻雜類型對應的P型摻雜或N型摻雜，以在所述硅片的第一表面內形成第一注入區，在所述硅片的第二表面內形成第二注入區，所述第一注入區與所述第二注入區之間為基區；

對所定義的隔離區進行刻蝕，刻蝕至所述基區底部，形成臺面溝槽，且兩個相鄰的芯片區共用一個臺面溝槽；

在所述臺面溝槽的部分表面、所述第一注入區的表面以及所述第二注入區的部分表面形成圖形化氧化層，所述圖形化氧化層露出第三注入區窗口以及環繞保護層窗口；所述第三注入區窗口位于第二注入區的部分表面，所述環繞保護層窗口位于所述臺面溝槽的底部；

以所述圖形化氧化層為掩膜，對所述硅片進行第一摻雜類型的擴散工藝，且擴散濃度大于所述基區的摻雜濃度，以在所述第二注入區的部分表面形成第三注入區，在所述臺面溝槽的底部形成環繞保護層；

分別在所述第一注入區的表面、第二注入區的表面以及第三注入區的表面上分別形成電極引腳，每個電極引腳之間絕緣隔離。

6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，在所述臺面溝槽的表面、所述第一注入區的表面以及所述第二注入區的表面形成圖形化氧化層，包括：

在所述臺面溝槽的表面、所述第一注入區的表面以及所述第二注入區的表面覆蓋氧化層；

在所述氧化層的表面形成圖形化光刻膠層，所述圖形化光刻膠層露出第三注入區窗口以及環繞保護層窗口；所述第三注入區窗口位于第二注入區的部分表面，所述環繞保護層窗口位于所述臺面溝槽的底部；

以所述圖形化光刻膠層為掩膜，刻蝕所述氧化層，以將圖形化光刻膠的圖形轉移至氧化層中，形成圖形化氧化層。

7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，以所述圖形化氧化層為掩膜，對所述硅片進行第一摻雜類型的擴散工藝之后，還包括步驟：使用氫氟酸去除所述圖形化氧化層。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，使用氫氟酸去除所述圖形化氧化層之后，還包括步驟：在所述臺面溝槽的表面，進行鈍化處理工藝，形成鈍化層。