[發(fā)明專利]SOI橫向勻場高壓功率半導(dǎo)體器件及制造方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110952823.4
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113611750B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章文通;吳旸;張科;何乃龍;喬明;李肇基;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/40;H01L21/336
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡

1.具有一種SOI橫向勻場高壓功率半導(dǎo)體器件，其特征在于包括：

第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底(11)、第一導(dǎo)電類型阱區(qū)(12)、第一導(dǎo)電類型源端重?fù)诫s區(qū)(13)，第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)、第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(22)、第二導(dǎo)電類型源端重?fù)诫s區(qū)(23)，第二導(dǎo)電類型漏端重?fù)诫s區(qū)(24)，第一介質(zhì)氧化層(31)、第二介質(zhì)氧化層(32)、第三介質(zhì)氧化層(33)、埋氧層(34)、多晶硅電極(41)、控制柵多晶硅電極(42)、源極金屬(52)，漏極金屬(53)；

其中，埋氧層(34)位于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體襯底(11)上方，第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)位于埋氧層(34)上方，第一導(dǎo)電類型阱區(qū)(12)位于第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)的左側(cè)，第一導(dǎo)電類型源端重?fù)诫s區(qū)(13)和第二導(dǎo)電類型源端重?fù)诫s區(qū)(23)位于第一導(dǎo)電類型阱區(qū)(12)中，第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(22)位于第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)的右側(cè)，第二導(dǎo)電類型漏端重?fù)诫s區(qū)(24)位于第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(22)中；第二介質(zhì)氧化層(32)位于第一導(dǎo)電類型阱區(qū)(12)上方，并且其左端與第二導(dǎo)電類型源端重?fù)诫s區(qū)(23)相接觸，右端與第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)相接觸；第三介質(zhì)氧化層(33)位于第二介質(zhì)氧化層(32)與第二導(dǎo)電類型漏端重?fù)诫s區(qū)(24)之間的第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)的上表面；控制柵多晶硅電極(42)覆蓋在第二介質(zhì)氧化層(32)的上表面并部分延伸至第三介質(zhì)氧化層(33)的上表面；

第一介質(zhì)氧化層(31)和多晶硅電極(41)構(gòu)成縱向延伸的縱向浮空場板，縱向浮空場板的個數(shù)為1個到多個；源漏方向上相鄰的縱向浮空場板錯開排布；縱向浮空場板周期性的分布在整個第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)中，形成具有多個等勢浮空槽的耐壓層，同時等勢浮空槽與埋氧層(34)相連接，多晶硅電極(41)插入埋氧層(34)內(nèi)，但不穿通埋氧層(34)；相鄰縱向浮空場板的縱向間距和橫向間距相等，橫向為源漏方向，縱向為垂直于源漏方向。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向勻場高壓功率半導(dǎo)體器件，其特征在于：縱向浮空場板的截面形狀是矩形、或圓形、或橢圓形、或六邊形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向勻場高壓功率半導(dǎo)體器件，其特征在于：在第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)的表面引入電場鉗位層(14)，即Ptop層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向勻場高壓功率半導(dǎo)體器件，其特征在于：器件改為LIGBT器件，或PLDMOS器件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種SOI橫向勻場高壓功率半導(dǎo)體器件，其特征在于：在源端下方去除一部分埋氧層；或者/并且在漏端下方去除一部分埋氧層。

6.權(quán)利要求1至5任意一項所述的一種SOI橫向勻場高壓功率半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：選擇SOI外延片；

步驟2：在SOI外延片注入推結(jié)得到第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)；

步驟3：通過光刻以及刻蝕挖穿埋氧層形成槽；

步驟4：在槽壁形成第一介質(zhì)氧化層，淀積多晶并刻蝕至硅平面；

步驟5：通過離子注入第二導(dǎo)電類型雜質(zhì)并推結(jié)，形成第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(22)；

步驟6：熱氧化形成第二介質(zhì)氧化層(32)，并淀積刻蝕形成第三介質(zhì)氧化層(33)；

步驟7：通過離子注入第一導(dǎo)電類型雜質(zhì)并推結(jié)，形成第一導(dǎo)電類型阱區(qū)(12)；

步驟8：淀積多晶硅并刻蝕，形成控制柵多晶硅電極(42)；

步驟9：注入激活形成第一導(dǎo)電類型源端重?fù)诫s區(qū)(13)，第二導(dǎo)電類型源端重?fù)诫s區(qū)(23)與第二導(dǎo)電類型漏端重?fù)诫s區(qū)(24)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種SOI橫向勻場高壓功率半導(dǎo)體器件的制造方法，其特征在于：步驟2中通過注入并推結(jié)形成的第二導(dǎo)電類型漂移區(qū)(21)通過外延的方法得到；并且/或者步驟6中通過注入并推結(jié)而得到的第一導(dǎo)電類型阱區(qū)(12)與第二導(dǎo)電類型阱區(qū)(22)，通過多次不同能量的注入并激活來形成。