專利名稱：一種可提高pn結反向擊穿電壓的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種裝置，具體涉及一種可提高PN結反向擊穿電壓的裝置。
背景技術：
PN結構幾乎在所有半導體中都存在，很多器件需要PN結反向工作，因此提高其反向擊穿電壓直接決定了相關器件的工作電壓范圍。實際制造中的PN結的不是理想的一維平面結構，在PN結的邊和角處會出現(xiàn)柱面 或球面結。通常結面的曲率會嚴重影響結的擊穿電壓，小的曲率半徑易導致電場集中，從而使結的擊穿電壓低于同等條件下的平行平面結。為了提高器件的擊穿電壓，發(fā)展出了一系列降低或消除曲率效應的結終端結構如場板、場限環(huán)、磨角、耗盡區(qū)腐蝕等。這些方法各有有缺點，如場板、場限環(huán)等可以降低結邊緣的電場，使擊穿電壓有提高，且工藝簡單，但會消耗較多的芯片面積。磨角或腐蝕經過合理設計能使PN結實現(xiàn)理想的平面擊穿，但工藝復雜。

實用新型內容針對現(xiàn)有技術存在的不足，本實用新型目的是提供一種制造工藝簡單、可提高PN結反向擊穿電壓的裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過如下的技術方案來實現(xiàn)本實用新型包括第一低阻半導體層、與第一低阻半導體層導電類型相同的高阻半導體層、與高阻半導體層導電類型相反的第二低阻半導體層和設置在第一低阻半導體層兩側面的第一絕緣抗反射涂層及第二絕緣抗反射涂層；第二低阻半導體層位于第一絕緣抗反射涂層的內側面，高阻半導體層位于第二低阻半導體層的另一側面正下方；第二低阻半導體層與高阻半導體層形成主PN結，第二低阻半導體層與第一低阻半導體層形成輔PN結，主PN結與輔PN結相互并聯(lián)；高阻半導體層的摻雜濃度小于第二低阻半導體層的摻雜濃度，第一低阻半導體層的摻雜濃度小于高阻半導體層的摻雜濃度；第一絕緣抗反射涂層與第二低阻半導體層的接觸面積小于第一絕緣抗反射涂層的面積，第二低阻半導體層與高阻半導體層的接觸面積小于第一絕緣抗反射涂層與第二低阻半導體層的接觸面積；第二低阻半導體層的深度小于高阻半導體層的深度。這樣形成的PN結在反向工作時，主PN結的擊穿電壓低于輔PN結的擊穿電壓，且主PN結的邊緣曲面結由輔PN結代替，從而保證了主PN結先擊穿且達到理想的平面擊穿，最終達到提高PN結反向擊穿電壓目的。上述第一低阻半導體層、高阻半導體層和第二低阻半導體層采用的是普通硅片?？蓽p低本實用新型的制造成本。本實用新型制造工藝簡單，表面結構也不復雜，通過輔PN結消除主PN結的曲面結效應，能使主PN結的擊穿電壓達到理想的平面擊穿，從而提高PN結反向擊穿電壓。

[0010]圖I為本實用新型的剖面結構示意圖；圖2為本實用新型的工藝流程圖。圖中各標號第一低阻半導體層1，高阻半導體層2，第二低阻半導體層3，第一絕緣抗反射涂層4,第二絕緣抗反射涂層5。
具體實施方式
為使本實用新型實現(xiàn)的技術手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面 結合具體實施方式
，進一步闡述本實用新型。參見圖1，本實用新型包括第一低阻半導體層I、與第一低阻半導體層I導電類型相同的高阻半導體層2、與高阻半導體層2導電類型相反的第二低阻半導體層3和位于第一低阻半導體層I上側面的第一絕緣抗反射涂層4以及位于第一低阻半導體層I下側面的第二絕緣抗反射涂層5。其中，第二低阻半導體層3位于第一絕緣抗反射涂層4的下側面，高阻半導體層2位于第二低阻半導體層3的正下側面。第二低阻半導體層3與高阻半導體層2形成主PN結，第二低阻半導體層3與第一低阻半導體層I形成輔PN結，主PN結與輔PN結相互并聯(lián)。即主PN結在中間，輔PN結完全包圍主PN結。第一絕緣抗反射涂層4與第二低阻半導體層3的接觸面積小于第一絕緣抗反射涂層4的面積，第二低阻半導體層3與高阻半導體層2的接觸面積小于第一絕緣抗反射涂層4與第二低阻半導體層3的接觸面積。第二低阻半導體層3的深度小于高阻半導體層2的深度。高阻半導體層2的摻雜濃度小于第二低阻半導體層3的摻雜濃度，第一低阻半導體層I的摻雜濃度小于高阻半導體層2的摻雜濃度，這樣形成的PN結在反向工作時，主PN結的擊穿電壓低于輔PN結的擊穿電壓，且主PN結的邊緣曲面結由輔PN結代替，從而保證了主PN結先擊穿且達到理想的平面擊穿，從而提高PN結反向擊穿電壓。第一低阻半導體層丨、高阻半導體層2和第二低阻半導體層3采用的是普通硅片，可減低本實用新型的制造成本。本實用新型通過兩次擴散形成，第一次對第一低阻半導體層I進行同型擴散用來形成PN結的一個區(qū)，第二次擴散區(qū)域完全覆蓋第一次擴散的區(qū)域，但結深比第一次擴散淺。這樣形成的PN結在反向工作時，由第一和第二次擴散形成的主PN結的擊穿電壓低于第二次擴散和第一低阻半導體層I形成的輔PN結的擊穿電壓，從而保證了中間由第一和第二次擴散形成的主PN結先擊穿且達到理想的平面擊穿。本實用新型采用保準CMOS工藝就可制造且步驟很少，表面結構簡單，只要兩次擴散就可實現(xiàn)，且器件區(qū)的擊穿能達到理想的平面擊穿，因此該裝置在很多器件中都能夠應用。本實用新型的工作過程如下在第一低阻半導體層I和第二低阻半導體層3之間施加反向電壓，使主PN結及輔PN結反偏。由于第一低阻半導體層I的摻雜濃度比高阻半導體層2的摻雜濃度低，因此主PN結的擊穿電壓比輔PN結的擊穿電壓低，從而使主PN結最先擊穿并且能實現(xiàn)平面擊穿，輔PN結實際起消除曲面并保護主PN結的作用。本實用新型工藝簡單，且具有設計方便、不占用過多面積等特點。本實用新型的制作過程如下首先，選取第一低阻半導體層I (如普通硅片)為襯底。然后，通過氧化在第一低阻半導體層I的上、下側面分別形成第一絕緣抗反射涂層4、第二絕緣抗反射涂層5。再通過光刻在第一低阻半導體層I表面開出第一次擴散窗口，對第一低阻半導體層I進行同型擴散形成高阻半導體層2 (參見圖2(a)所示)。接下來，再通過光刻開出包含高阻半導體層2的更大的窗口，并進行和高阻半導體層2相反導電類型的高濃度擴散，形成第二低阻半導體層3，這樣就使第二低阻半導體層3和高阻半導體層2就構成了一主PN結，第二低阻半導體層3和第一低阻半導體層I構成了一輔PN結(參見圖2(b)所示)。最后，通過氧化在第二次擴散窗口的表面再次形成第一絕緣抗反射涂層4 (參見圖2(c)所示)。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優(yōu)點。本行 業(yè)的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.一種可提高PN結反向擊穿電壓的裝置，其特征在于，包括第一低阻半導體層(I)、與第一低阻半導體層(I)導電類型相同的高阻半導體層(2)、與高阻半導體層(2)導電類型相反的第二低阻半導體層(3)和設置在第一低阻半導體層(I)兩側面的第一絕緣抗反射涂層(4)及第二絕緣抗反射涂層(5)； 所述第二低阻半導體層(3)位于第一絕緣抗反射涂層(4)的內側面，所述高阻半導體層(2)位于第二低阻半導體層(3)的另一側面正下方； 所述第二低阻半導體層(3)與高阻半導體層(2)形成主PN結，所述第二低阻半導體層(3)與第一低阻半導體層(I)形成輔PN結，所述主PN結與輔PN結相互并聯(lián)； 所述高阻半導體層(2)的摻雜濃度小于第二低阻半導體層(3)的摻雜濃度，所述第一低阻半導體層(I)的摻雜濃度小于高阻半導體層(2)的摻雜濃度； 所述第一絕緣抗反射涂層(4)與第二低阻半導體層(3)的接觸面積小于第一絕緣抗反射涂層(4)的面積，所述第二低阻半導體層(3)與高阻半導體層(2)的接觸面積小于第一絕緣抗反射涂層(4)與第二低阻半導體層(3)的接觸面積； 所述第二低阻半導體層(3)的深度小于高阻半導體層(2)的深度。
2.根據權利要求I所述的可提高PN結反向擊穿電壓的裝置，其特征在于，所述第一低阻半導體層(I)、高阻半導體層(2)和第二低阻半導體層(3)采用的是普通硅片。
專利摘要本實用新型公開了一種可提高PN結反向擊穿電壓的裝置包括第一低阻半導體層、高阻半導體層、第二低阻半導體層和第一絕緣抗反射涂層及第二絕緣抗反射涂層；第二低阻半導體層位于第一絕緣抗反射涂層的內側面，高阻半導體層位于第二低阻半導體層的另一側面正下方；第二低阻半導體層與高阻半導體層形成主PN結，第二低阻半導體層與第一低阻半導體層形成輔PN結；第一低阻半導體層的摻雜濃度小于高阻半導體層的摻雜濃度；第二低阻半導體層與高阻半導體層的接觸面積小于第一絕緣抗反射涂層與第二低阻半導體層的接觸面積；第二低阻半導體層的深度小于高阻半導體層的深度。本實用新型能使主PN結的擊穿電壓達到理想的平面擊穿，從而提高PN結反向擊穿電壓。
文檔編號H01L29/36GK202434523SQ201120559840
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權日2011年12月29日
發(fā)明者張睿, 秦明 申請人:東南大學