一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置；本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置由主結(jié)和副結(jié)并聯(lián)構(gòu)成，其中副結(jié)為多個PN結(jié)串聯(lián)構(gòu)成；當(dāng)半導(dǎo)體裝置接反向偏壓時，電勢在副結(jié)上形成可控制的分布，從而改變主結(jié)的漂移區(qū)的電勢分布，因此可以實現(xiàn)比傳統(tǒng)PN結(jié)更高反向阻斷壓降；本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)適合應(yīng)用于平面結(jié)構(gòu)的器件。
【專利說明】一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置，本發(fā)明還涉及一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置的制備方法，本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置主要應(yīng)用于智能功率集成電路(SPIC)中。
【背景技術(shù)】
[0002]SPIC出現(xiàn)在七十年代，將功率器件與信號處理系統(tǒng)集成在同一芯片上，它將信息采集、處理和功率控制合一，是引發(fā)二次電子革命的關(guān)鍵技術(shù)。
[0003]SPIC使用CMOS或B⑶工藝生產(chǎn)制造，因此在高壓功率器件設(shè)置上多采用平面型結(jié)構(gòu)，因此在有限的空間內(nèi)，如何實現(xiàn)功率器件良好電特性是SPIC技術(shù)發(fā)展的重要方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種新結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體結(jié)，適合應(yīng)用于平面結(jié)構(gòu)的功率器件。
[0005]一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括:主結(jié)，為單個半導(dǎo)體結(jié)，具有半導(dǎo)體材料構(gòu)成的漂移區(qū)；副結(jié)，為多個半導(dǎo)體結(jié)串聯(lián)構(gòu)成，臨靠主結(jié)，副結(jié)與主結(jié)首尾并聯(lián)，同時在主結(jié)的漂移區(qū)和副結(jié)之間通過絕緣材料進(jìn)行隔離。
[0006]一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟:在襯底片上通過外延生產(chǎn)形成第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料層；在表面形成鈍化層，去除部分蝕鈍化層，進(jìn)行主結(jié)和副結(jié)第二導(dǎo)電雜質(zhì)摻雜；去除部分蝕鈍化層，進(jìn)行刻蝕形成溝槽，在溝槽內(nèi)形成絕緣材料；去除部分鈍化層，在器件表面淀積金屬，反刻蝕金屬。
[0007]本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置由主結(jié)和副結(jié)并聯(lián)構(gòu)成，其中副結(jié)為多個PN結(jié)串聯(lián)構(gòu)成，同時將副結(jié)臨靠主結(jié)，它們之間通過絕緣層進(jìn)行隔離；當(dāng)半導(dǎo)體裝置接反向偏壓時，電勢在副結(jié)上形成可控制的分布，從而改變主結(jié)的漂移區(qū)的電勢分布，因此可以實現(xiàn)比傳統(tǒng)PN結(jié)更高反向阻斷壓降。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置剖面示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明的一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置剖面示意圖；
[0010]圖3為本發(fā)明的一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置俯視示意圖(其中半導(dǎo)體材料表面的二氧化硅未畫出)。
[0011]其中，
[0012]1、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料；
[0013]2、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料；
[0014]3、多晶第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料；
[0015]4、多晶第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料；
[0016]5、溝槽；[0017]10、襯底層；
[0018]11、二氧化硅；
[0019]12、金屬。
【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]圖1為本發(fā)明的一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置剖面圖，下面結(jié)合圖1詳細(xì)說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。
[0022]一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置，包括:襯底層10，為N導(dǎo)電類型半導(dǎo)體硅材料，磷原子的摻雜濃度為1E14/CM3 ;在襯底層、多晶半導(dǎo)體材料和單晶半導(dǎo)體材料表面為二氧化硅11作為隔離；第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料2，位于二氧化硅11之上，為P傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料；第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料1，位于二氧化硅11之上，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料；多晶第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3，為N傳導(dǎo)類型的多晶半導(dǎo)體硅材料，位于二氧化硅11之上；多晶第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4，為P傳導(dǎo)類型的多晶半導(dǎo)體硅材料，位于二氧化硅11之上；器件上表面附有金屬12，為器件引出電極。
[0023]其制作工藝包括如下步驟:
[0024]第一步,在具有二氧化娃11表面的襯底片上外延形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層I ;
[0025]第二步，表面淀積二氧化硅11，進(jìn)行光刻腐蝕工藝，半導(dǎo)體材料表面去除部分二氧化硅，進(jìn)行深硼注入，擴(kuò)散退火；
[0026]第三步，進(jìn)行光刻腐蝕工藝，半導(dǎo)體材料表面去除部分二氧化硅11，淀積多晶第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料3淀積；
[0027]第四步，進(jìn)行光刻腐蝕工藝，注入硼雜質(zhì)擴(kuò)散退火，形成多晶第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料4和表面二氧化硅11 ；
[0028]第五步，進(jìn)行光刻腐蝕工藝，腐蝕部分二氧化硅11，淀積金屬12，反刻蝕金屬12，為器件引出兩個電極，如圖1所示。
[0029]圖2為本發(fā)明的一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置剖面圖，其結(jié)構(gòu)在圖1的基礎(chǔ)上，將金屬引線直接連接到主結(jié)上。
[0030]實施例2
[0031]圖3為本發(fā)明的一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置俯視圖，下面結(jié)合圖3詳細(xì)說明本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置。
[0032]一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置，包括:在器件表面(在圖3中未畫出)和溝槽內(nèi)設(shè)置有二氧化硅11 ;第二導(dǎo)電半導(dǎo)體材料2，為P傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料；第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料1，為N傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體硅材料；器件上表面附有金屬12，為器件引出電極和作為互聯(lián)線。
[0033]其制作工藝包括如下步驟:
[0034]第一步，在具有絕緣層襯底片表面外延形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體材料層I ;
[0035]第二步，在表面淀積二氧化硅11，去除部二氧化硅11，進(jìn)行主結(jié)和副結(jié)第二導(dǎo)電雜質(zhì)慘雜；
[0036]第三步，去除部分二氧化硅11，進(jìn)行刻蝕形成溝槽，在溝槽內(nèi)形成絕緣材料二氧化硅11;
[0037]第四步，去除部分二氧化硅11，在器件表面淀積金屬12，反刻蝕金屬12，如圖3所
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[0038]通過上述實例闡述了本發(fā)明，同時也可以采用其它實例實現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明不局限于上述具體實例，因此本發(fā)明由所附權(quán)利要求范圍限定。
【權(quán)利要求】
1.一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:包括: 主結(jié)，為單個半導(dǎo)體結(jié)，具有半導(dǎo)體材料構(gòu)成的漂移區(qū)； 副結(jié)，為多個半導(dǎo)體結(jié)串聯(lián)構(gòu)成，臨靠主結(jié)，副結(jié)與主結(jié)首尾并聯(lián)，同時在主結(jié)的漂移區(qū)和副結(jié)之間通過絕緣材料進(jìn)行隔離。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體裝置可以位于具有SOI結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體襯底層上。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體裝置可以位于絕緣材料構(gòu)成的襯底層上。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的半導(dǎo)體結(jié)為PN結(jié)或肖特基結(jié)。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的主結(jié)可以為PN結(jié)或者肖特基勢魚結(jié)。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的副結(jié)也可以為多個PN結(jié)串聯(lián)構(gòu)成，PN結(jié)之間直接相連,也可以通過金屬相連。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的副結(jié)與主結(jié)首尾并聯(lián)為首尾半導(dǎo)體材料直接相連，也可以為通過金屬相連。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的副結(jié)可以完全為多晶半導(dǎo)體材料構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于:所述的副結(jié)可以臨靠包裹主結(jié)的側(cè)面或表面。
10.如權(quán)利要求1所述的一種具有可調(diào)節(jié)電勢分布的半導(dǎo)體裝置的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: 1)在襯底片上通過外延生產(chǎn)形成第一傳導(dǎo)類型的半導(dǎo)體材料層； 2)在表面形成鈍化層，去除部分蝕鈍化層，進(jìn)行主結(jié)和副結(jié)第二導(dǎo)電雜質(zhì)摻雜； 3)去除部分蝕鈍化層，進(jìn)行刻蝕形成溝槽，在溝槽內(nèi)形成絕緣材料； 4)去除部分鈍化層，在器件表面淀積金屬，反刻蝕金屬。
【文檔編號】H01L21/8222GK103515387SQ201210237780
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月30日
【發(fā)明者】盛況, 朱江 申請人:盛況, 朱江