[發(fā)明專利]摻雜濃度漸變的圓形漂移區(qū)半導(dǎo)體器件及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110547013.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113270481B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張春偉;向振宇;李陽(yáng);岳文靜;高嵩;闞皞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L29/06
• 分類號(hào): H01L29/06;H01L29/78;H01L21/336
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種摻雜濃度漸變的圓形漂移區(qū)半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底，以及位于半導(dǎo)體襯底表面的漂移區(qū)；其特征在于，所述漂移區(qū)與半導(dǎo)體襯底之間的全部邊界或者設(shè)定的部分邊界為圓弧；所述漂移區(qū)與半導(dǎo)體襯底之間設(shè)定的部分區(qū)域或者全部區(qū)域設(shè)置介質(zhì)層，漂移區(qū)與介質(zhì)層之間的全部邊界或者設(shè)定的部分邊界為圓??；

在所述漂移區(qū)全部區(qū)域或者設(shè)定的部分區(qū)域內(nèi)，其各位置的摻雜濃度處于到之間，其中，E_c為漂移區(qū)材料的臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度，ε₀為真空介電常數(shù)，ε_r為漂移區(qū)材料的相對(duì)介電常數(shù)，q為單位電荷量，R為相應(yīng)位置到所述圓弧所在圓心的距離。

2.一種摻雜濃度漸變的近似圓形漂移區(qū)半導(dǎo)體器件，包括：半導(dǎo)體襯底，以及位于半導(dǎo)體襯底表面的漂移區(qū)；其特征在于，所述漂移區(qū)與半導(dǎo)體襯底之間的邊界為橢圓弧形，或者由兩段或兩段以上的弧連接而成的多段弧形；所述漂移區(qū)與半導(dǎo)體襯底之間設(shè)定的部分區(qū)域或者全部區(qū)域設(shè)置介質(zhì)層，漂移區(qū)與介質(zhì)層之間的全部邊界或者設(shè)定的部分邊界為圓?。?/p>

基于所述橢圓弧或多段弧確定一個(gè)等效圓??；

所述漂移區(qū)全部區(qū)域或者設(shè)定的部分區(qū)域內(nèi)，其各位置的摻雜濃度處于到之間，其中，E_c為漂移區(qū)材料的臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度，ε₀為真空介電常數(shù)，ε_r為漂移區(qū)材料的相對(duì)介電常數(shù)，q為單位電荷量，R_e為相應(yīng)位置到所述等效圓弧所在圓心的距離。

3.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述襯底摻雜濃度大于其中，E_c為漂移區(qū)材料的臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度，ε₀為真空介電常數(shù)，ε_r為漂移區(qū)材料的相對(duì)介電常數(shù)，q為單位電荷量，r為所述圓弧或等效圓弧的曲率半徑。

4.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述圓弧的弧度處于1/3π到2/3π之間；

或者，所述等效圓弧的弧度處于1/3π到2/3π之間。

5.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述圓弧遠(yuǎn)離漂移區(qū)上表面的端點(diǎn)與所述圓弧所在圓心形成的連線與豎直方向之間的夾角大于等于0°，小于等于30°；

或者，所述等效圓弧遠(yuǎn)離漂移區(qū)上表面的端點(diǎn)與所述等效圓弧所在圓心形成的連線與豎直方向之間的夾角大于等于0°，小于等于30°。

6.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述漂移區(qū)的上表面或側(cè)面連接條形漂移區(qū)；

或者，所述漂移區(qū)的上表面存在一層表面摻雜層，所述表面摻雜層的摻雜濃度根據(jù)需要確定。

7.如權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體襯底之上設(shè)有溝道區(qū)，在所述溝道區(qū)與半導(dǎo)體襯底之間設(shè)置介質(zhì)層。

8.一種電源管理芯片，其特征在于，采用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的半導(dǎo)體器件。

9.一種半導(dǎo)體器件的制備方法，其特征在于，包括：

利用光刻膠在襯底表面形成刻蝕窗口；

利用刻蝕技術(shù)對(duì)刻蝕窗口中的襯底進(jìn)行刻蝕，使刻蝕窗口中心正下方的襯底刻蝕深度達(dá)到設(shè)定的要求；

利用各向同性的刻蝕技術(shù)對(duì)襯底繼續(xù)進(jìn)行刻蝕，使襯底上刻蝕出凹陷區(qū)域，并去除光刻膠；各向同性刻蝕技術(shù)將使所述凹陷區(qū)域的邊界呈現(xiàn)出圓弧或者橢圓弧，或者由兩段或兩段以上的弧連接而成的多段弧形，或者由直線段與所述圓弧或橢圓弧或多段弧形連接而成的近似圓弧的形狀；

在刻蝕后的襯底上沉積帶有設(shè)定摻雜濃度的材料，不同沉積厚度處材料的摻雜濃度根據(jù)設(shè)計(jì)需要逐漸變化，從而形成摻雜濃度漸變的漂移區(qū)，沉積的總厚度根據(jù)設(shè)計(jì)需要進(jìn)行調(diào)整；

利用化學(xué)機(jī)械拋光工藝，將設(shè)定平面上方的沉積材料和襯底去除，遺留在原凹陷區(qū)域的沉積材料即形成了摻雜濃度漸變的邊界形狀為圓弧形或者近似圓弧形的漂移區(qū)。