[發(fā)明專利]一種半導體結構及其制備方法

在審

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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（設計）人: 張清純;史文華;李敏
• 申請（專利權）人: 清純半導體（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)權代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

一種半導體結構及其制備方法，半導體結構包括：半導體襯底層；位于所述半導體襯底層上的漂移層；位于所述漂移層中的橫向電流擴展層，所述橫向電流擴展層的導電類型與所述漂移層的導電類型相同，所述橫向電流擴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展層的上方，所述有源摻雜區(qū)的導電類型與所述漂移層的導電類型相反。所述半導體結構的正向?qū)娮杞档汀?/p>

技術領域

本發(fā)明涉及半導體領域，具體涉及一種半導體結構及其制備方法。

背景技術

常見的功率半導體結構包括功率二極管、垂直型金屬氧化物半導體場效應晶體管或者絕緣柵雙極型晶體管。

其中，功率二極管是最常用的電子元器件之一，是電力電子線路最基本的組成單元，它的單向?qū)щ娦钥捎糜陔娐返恼鳌Q位、續(xù)流。外圍電路中二極管主要起防反作用，防止電流反灌造成器件損壞。傳統(tǒng)的功率二極管主要包括肖特基功率二極管(SBD)和PN結功率二極管。與PN結功率二極管相比，肖特基功率二極管利用金屬與半導體接觸(金-半接觸)形成金屬半導體結，使得其正向開啟電壓較小。而且肖特基功率二極管是單極多數(shù)載流子導電機制，它的反向恢復時間在理想情況下為零，沒有過剩少數(shù)載流子的積累。肖特基功率二極管具有導通壓低壓降、良好的開關特性、反向恢復電流小等特點。但是肖特基功率二極管的反向阻斷特性很差，在高溫和反向高壓下漏電流很大。PN結功率二極管具有很好的反向阻斷特性，但是正向?qū)▔航当刃ぬ鼗β识O管高且反向恢復時間長、恢復電流大、耗能較大。結勢壘肖特基二極管(Junction Barrier Schottky Diode,JBS)把肖特基功率二極管(SBD)與PN結功率二極管結合在一起，通過引入P型區(qū)域能夠屏蔽肖特基接觸區(qū)域表面電場，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的反向特性擊穿特性及正向浪涌性能。

然而，現(xiàn)有的功率半導體結構的正向?qū)娮柽€有待進一步降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中半導體結構正向?qū)娮柽€有待進一步降低的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種半導體結構，包括：半導體襯底層；位于所述半導體襯底層上的漂移層；位于所述漂移層中的橫向電流擴展層，所述橫向電流擴展層的導電類型與所述漂移層的導電類型相同，所述橫向電流擴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展層的上方，所述有源摻雜區(qū)的導電類型與所述漂移層的導電類型相反。

可選的，所述橫向電流擴展層的摻雜濃度小于所述有源摻雜區(qū)的摻雜濃度。

可選的，所述橫向電流擴展層的摻雜濃度為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。

可選的，所述橫向電流擴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。

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

可選的，所述橫向電流擴展層與所述有源摻雜區(qū)鄰接。

可選的，所述橫向電流擴展層的橫向尺寸大于所述有源摻雜區(qū)的橫向尺寸。

可選的，所述橫向電流擴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。

可選的，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)分立設置，相鄰有源摻雜區(qū)底部的橫向電流擴展層連接在一起。

可選的，所述橫向電流擴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。