[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

一種可控硅結構及其制造方法，包括臺面溝槽以及位于臺面溝槽底部的環繞保護層，環繞保護層的摻雜類型為與基區摻雜類型對應的N型摻雜或P型摻雜，且環繞保護層的摻雜濃度大于基區的摻雜濃度，由于臺面型可控硅器件中的過寬的臺面寬度影響了可控硅器件通流區的面積，通過在腐蝕去除的末端設置了環繞保護層，環繞保護層為高濃度的擴散層，該高濃度的擴散層能夠壓縮電場在低摻雜區的展寬，從而可以縮窄臺面的寬度，從而提高晶圓有效面積的利用率，以達到降低器件制造成本的目的。

技術領域

本發明涉及電力半導體器件領域，具體涉及一種可控硅結構及其制造方法。

背景技術

可控硅廣泛應用于交流無觸點開關、家用電器控制電路、工業控制等領域。

目前可控硅產品生產主要采用臺面工藝，工藝流程如：在最大尺寸為4 寸的晶圓上進行掩蔽氧化層生長，而后對其做隔離對穿擴散，然后進行基區、發射區擴散；發射區完成后需要在正面隔離與基區之間腐蝕出一個深達50μm 以上，超過150μm 寬的槽，在槽內手工涂布一層玻璃膠，并經過高溫燒結形成保護層，最終做完鋁層及背面工藝，形成4層PNPN結構可控硅。由于臺面工藝需要腐蝕的溝槽一般深度超過50μm，寬度超過150μm，寬度越寬越能使得臺面中的漏電流越小，目的是起到足夠耐壓保護的作用，但是，會造成臺面表面寬度過寬，影響了器件通流區的面積，這使得在同樣大的晶圓上所能制作的器件數量減小，即其利用率減小，增大了器件制造的成本。

因此，需要提供一種可控硅器件結構，使得晶圓面積的利用率提高，降低器件制造成本。

發明內容

本發明提供一種可控硅器件結構，能夠使得晶圓面積的利用率提高的同時，可以縮小臺面寬度，從而提高晶圓面積的利用率，以達到降低器件制造成本的目的。

根據第一方面，一種實施例中提供一種可控硅結構，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。

一些實施例中，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。

一些實施例中，所述臺面溝槽上還具有鈍化層。

一些實施例中，所述第三注入區中具有多個短路點。

根據第二方面，一種實施例中提供一種可控硅結構的制造方法，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；