[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制備方法

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• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114300529A
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張清純;史文華;李敏
• 申請（專利權(quán)）人: 清純半導(dǎo)體（上海）有限公司
• 主分類號: H01L29/06
• 分類號: H01L29/06;H01L29/739;H01L29/786;H01L29/872;H01L21/329;H01L21/331;H01L21/336
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

半導(dǎo)體襯底層；

位于所述半導(dǎo)體襯底層上的漂移層；

位于所述漂移層中的橫向電流擴(kuò)展層，所述橫向電流擴(kuò)展層的導(dǎo)電類型與所述漂移層的導(dǎo)電類型相同，所述橫向電流擴(kuò)展層的摻雜濃度大于所述漂移層的摻雜濃度；

位于所述漂移層中頂部區(qū)域的有源摻雜區(qū)，所述有源摻雜區(qū)至少位于部分橫向電流擴(kuò)展層的上方，所述有源摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型與所述漂移層的導(dǎo)電類型相反。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫向電流擴(kuò)展層的摻雜濃度小于所述有源摻雜區(qū)的摻雜濃度；

優(yōu)選的，所述橫向電流擴(kuò)展層的摻雜濃度為1E15atom/cm³～5E20atom/cm³，所述漂移層的摻雜濃度為1E14atom/cm³～1E17atom/cm³，所述有源摻雜區(qū)的摻雜濃度為1E17atom/cm³～5E20atom/cm³。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫向電流擴(kuò)展層位于所述有源摻雜區(qū)的底部且與所述有源摻雜區(qū)間隔；

優(yōu)選的，所述有源摻雜區(qū)的底面至所述橫向電流擴(kuò)展層的頂面之間的距離小于或者等于2um。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫向電流擴(kuò)展層與所述有源摻雜區(qū)鄰接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫向電流擴(kuò)展層的橫向尺寸大于所述有源摻雜區(qū)的橫向尺寸；

優(yōu)選的，所述橫向電流擴(kuò)展層的橫向尺寸與所述有源摻雜區(qū)的橫向尺寸之差為0.1um～3um；

優(yōu)選的，所述有源摻雜區(qū)的數(shù)量為若干個，若干個有源摻雜區(qū)分立設(shè)置，相鄰有源摻雜區(qū)底部的橫向電流擴(kuò)展層連接在一起。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一項所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述橫向電流擴(kuò)展層的橫向尺寸小于或等于所述有源摻雜區(qū)的橫向尺寸。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述橫向電流擴(kuò)展層的厚度為0.1um～3um。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為結(jié)勢壘肖特基二極管；所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)還包括：位于所述漂移層和所述有源摻雜區(qū)上的陽極層；

或者，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為垂直型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管或絕緣柵雙極型晶體管，所述有源摻雜區(qū)作為阱區(qū)。

9.一種如權(quán)利要求1至8任意一項所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底層；

在所述半導(dǎo)體襯底層上形成漂移層；

在所述漂移層中形成橫向電流擴(kuò)展層，所述橫向電流擴(kuò)展層的導(dǎo)電類型與所述漂移層的導(dǎo)電類型相同，所述橫向電流擴(kuò)展層的摻雜濃度大于所述漂移層的摻雜濃度；

在所述漂移層中的頂部區(qū)域形成有源摻雜區(qū)，所述有源摻雜區(qū)至少位于部分橫向電流擴(kuò)展層的上方，所述有源摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型與所述漂移層的導(dǎo)電類型相反，所述有源摻雜區(qū)的摻雜濃度高于所述橫向電流擴(kuò)展層的摻雜濃度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為結(jié)勢壘肖特基二極管,所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法還包括：在所述漂移層和所述有源摻雜區(qū)上形成陽極層；

或者，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為垂直型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管或者絕緣柵雙極型晶體管,所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法還包括：在形成所述有源摻雜區(qū)之后，在所述漂移層上形成柵極結(jié)構(gòu)；所述有源摻雜區(qū)作為阱區(qū)，所述阱區(qū)位于所述柵極結(jié)構(gòu)的兩側(cè)；在所述阱區(qū)中形成歐姆接觸體摻雜區(qū)，所述歐姆接觸體摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型與所述阱區(qū)的導(dǎo)電類型相同；

當(dāng)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為垂直型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管時，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法還包括：在所述阱區(qū)中形成源區(qū)，所述源區(qū)的導(dǎo)電類型與所述漂移層的導(dǎo)電類型相同；

當(dāng)所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)為絕緣柵雙極型晶體管時，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法還包括：在所述阱區(qū)中形成發(fā)射區(qū)，所述發(fā)射區(qū)的導(dǎo)電類型與所述漂移層的導(dǎo)電類型相同。