CN103515387B - 一种具有可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 - Google Patents
一种具有可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103515387B CN103515387B CN201210237780.2A CN201210237780A CN103515387B CN 103515387 B CN103515387 B CN 103515387B CN 201210237780 A CN201210237780 A CN 201210237780A CN 103515387 B CN103515387 B CN 103515387B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- knot
- semiconductor device
- semiconductor
- junction
- main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 238000009826 distribution Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 33
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 16
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- 229910003978 SiClx Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Weting (AREA)
- Thyristors (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
本发明公开了一种具有可调节电势分布的半导体装置；本发明的半导体装置由主结和副结并联构成，其中副结为多个PN结串联构成；当半导体装置接反向偏压时，电势在副结上形成可控制的分布，从而改变主结的漂移区的电势分布，因此可以实现比传统PN结更高反向阻断压降；本发明的半导体结适合应用于平面结构的器件。
Description
技术领域
本发明涉及到一种具有可调节电势分布的半导体装置，本发明还涉及一种具有可调节电势分布的半导体装置的制备方法，本发明的半导体装置主要应用于智能功率集成电路(SPIC)中。
背景技术
SPIC出现在七十年代，将功率器件与信号处理系统集成在同一芯片上，它将信息采集、处理和功率控制合一，是引发二次电子革命的关键技术。
SPIC使用CMOS或BCD工艺生产制造，因此在高压功率器件设置上多采用平面型结构，因此在有限的空间内，如何实现功率器件良好电特性是SPIC技术发展的重要方向。
发明内容
本发明提出一种新结构半导体结，适合应用于平面结构的功率器件。
一种具有可调节电势分布的半导体装置，其特征在于：包括：主结，为单个半导体结，具有半导体材料构成的漂移区；副结，为多个半导体结串联构成，临靠主结，副结与主结首尾并联，同时在主结的漂移区和副结之间通过绝缘材料进行隔离。
一种具有可调节电势分布的半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：在衬底片上通过外延生产形成第一传导类型的半导体材料层；在表面形成钝化层，去除部分蚀钝化层，进行主结和副结第二导电杂质掺杂；去除部分蚀钝化层，进行刻蚀形成沟槽，在沟槽内形成绝缘材料；去除部分钝化层，在器件表面淀积金属，反刻蚀金属。
本发明的半导体装置由主结和副结并联构成，其中副结为多个PN结串联构成，同时将副结临靠主结，它们之间通过绝缘层进行隔离；当半导体装置接反向偏压时，电势在副结上形成可控制的分布，从而改变主结的漂移区的电势分布，因此可以实现比传统PN结更高反向阻断压降。
附图说明
图1为本发明的一种具有可调节电势分布的半导体装置剖面示意图；
图2为本发明的一种具有可调节电势分布的半导体装置剖面示意图；
图3为本发明的一种具有可调节电势分布的半导体装置俯视示意图(其中半导体材料表面的二氧化硅未画出)。
其中，
1、第一导电半导体材料；
2、第二导电半导体材料；
3、多晶第一导电半导体材料；
4、多晶第二导电半导体材料；
5、沟槽；
10、衬底层；
11、二氧化硅；
12、金属。
具体实施方式
实施例1
图1为本发明的一种具有可调节电势分布的半导体装置剖面图，下面结合图1详细说明本发明的半导体装置。
一种具有可调节电势分布的半导体装置，包括：衬底层10，为N导电类型半导体硅材料，磷原子的掺杂浓度为1E14/CM3；在衬底层、多晶半导体材料和单晶半导体材料表面为二氧化硅11作为隔离；第二导电半导体材料2，位于二氧化硅11之上，为P传导类型的半导体硅材料；第一导电半导体材料1，位于二氧化硅11之上，为N传导类型的半导体硅材料；多晶第一导电半导体材料3，为N传导类型的多晶半导体硅材料，位于二氧化硅11之上；多晶第二导电半导体材料4，为P传导类型的多晶半导体硅材料，位于二氧化硅11之上；器件上表面附有金属12，为器件引出电极。
其制作工艺包括如下步骤：
第一步，在具有二氧化硅11表面的衬底片上外延形成第一导电半导体材料层1；
第二步，表面淀积二氧化硅11，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分二氧化硅，进行深硼注入，扩散退火；
第三步，进行光刻腐蚀工艺，半导体材料表面去除部分二氧化硅11，淀积多晶第一导电半导体材料3淀积；
第四步，进行光刻腐蚀工艺，注入硼杂质扩散退火，形成多晶第二导电半导体材料4和表面二氧化硅11；
第五步，进行光刻腐蚀工艺，腐蚀部分二氧化硅11，淀积金属12，反刻蚀金属12，为器件引出两个电极，如图1所示。
图2为本发明的一种具有可调节电势分布的半导体装置剖面图，其结构在图1的基础上，将金属引线直接连接到主结上。
实施例2
图3为本发明的一种具有可调节电势分布的半导体装置俯视图，下面结合图3详细说明本发明的半导体装置。
一种具有可调节电势分布的半导体装置，包括：在器件表面(在图3中未画出)和沟槽内设置有二氧化硅11；第二导电半导体材料2，为P传导类型的半导体硅材料；第一导电半导体材料1，为N传导类型的半导体硅材料；器件上表面附有金属12，为器件引出电极和作为互联线。
其制作工艺包括如下步骤：
第一步，在具有绝缘层衬底片表面外延形成第一导电半导体材料层1；
第二步，在表面淀积二氧化硅11，去除部二氧化硅11，进行主结和副结第二导电杂质掺杂；
第三步，去除部分二氧化硅11，进行刻蚀形成沟槽，在沟槽内形成绝缘材料二氧化硅11；
第四步，去除部分二氧化硅11，在器件表面淀积金属12，反刻蚀金属12，如图3所示。
通过上述实例阐述了本发明，同时也可以采用其它实例实现本发明，本发明不局限于上述具体实例，因此本发明由所附权利要求范围限定。
Claims (7)
1.一种具有可调节电势分布的半导体装置，其特征在于：包括：
主结，为单个半导体结，具有半导体材料构成的漂移区；
副结，为多个半导体结串联构成，临靠主结，副结与主结首尾并联，同时在主结的漂移区和副结之间通过绝缘材料进行隔离，副结临靠包裹主结的侧面或表面。
2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的半导体结为PN结。
3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的主结为PN结。
4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的副结为多个PN结串联构成，PN结之间直接相连，或者通过金属相连。
5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的副结与主结首尾并联为首尾半导体材料直接相连，或者为通过金属相连。
6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于：所述的副结完全为多晶半导体材料构成。
7.如权利要求1所述的一种具有可调节电势分布的半导体装置的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)在衬底片上通过外延生产形成第一传导类型的半导体材料层；
2)在表面形成钝化层，去除部分蚀钝化层，进行主结和副结第二导电杂质掺杂；
3)去除部分蚀钝化层，进行刻蚀形成沟槽，在沟槽内形成绝缘材料；
4)去除部分钝化层，在器件表面淀积金属，反刻蚀金属。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210237780.2A CN103515387B (zh) | 2012-06-30 | 2012-06-30 | 一种具有可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201210237780.2A CN103515387B (zh) | 2012-06-30 | 2012-06-30 | 一种具有可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103515387A CN103515387A (zh) | 2014-01-15 |
| CN103515387B true CN103515387B (zh) | 2017-05-17 |
Family
ID=49897836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201210237780.2A Active CN103515387B (zh) | 2012-06-30 | 2012-06-30 | 一种具有可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103515387B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103531617B (zh) * | 2012-07-02 | 2017-09-08 | 朱江 | 一种具有沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101783345A (zh) * | 2010-03-04 | 2010-07-21 | 无锡新洁能功率半导体有限公司 | 一种沟槽型半导体整流器及其制造方法 |
| CN103426883A (zh) * | 2012-05-20 | 2013-12-04 | 朱江 | 一种可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102549759B (zh) * | 2009-06-19 | 2015-01-21 | Pi公司 | 具有分级掺杂区的垂直结型场效应晶体管和二极管及其制造方法 |
| CN101916728B (zh) * | 2010-07-20 | 2012-05-30 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 可完全消除衬底辅助耗尽效应的soi超结ldmos结构的制作工艺 |
-
2012
- 2012-06-30 CN CN201210237780.2A patent/CN103515387B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101783345A (zh) * | 2010-03-04 | 2010-07-21 | 无锡新洁能功率半导体有限公司 | 一种沟槽型半导体整流器及其制造方法 |
| CN103426883A (zh) * | 2012-05-20 | 2013-12-04 | 朱江 | 一种可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103515387A (zh) | 2014-01-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103456791B (zh) | 沟槽功率mosfet | |
| CN104347424B (zh) | 具有单元沟槽结构和接触点的半导体器件及其制造方法 | |
| CN103456788B (zh) | 垂直功率mosfet及其形成方法 | |
| CN108695230A (zh) | 具有二极管隔离的堆栈式纳米片场效应晶体管 | |
| CN106449633B (zh) | 瞬态电压抑制器及其制造方法 | |
| CN105870194A (zh) | 一种沟槽型CoolMOS及其制作方法 | |
| CN106449750A (zh) | 半导体装置 | |
| TW201212165A (en) | Thyristor random access memory device and method | |
| CN106328647A (zh) | 高速的沟槽mos器件及其制造方法 | |
| CN104701355B (zh) | 逆导型igbt半导体器件及制造方法 | |
| CN103515387B (zh) | 一种具有可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 | |
| CN104900717A (zh) | 半导体装置 | |
| CN106298899A (zh) | 整合于垂直栅鳍式场效二极管的静电放电及被动结构 | |
| CN103378171A (zh) | 一种沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103247694A (zh) | 一种沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103531617B (zh) | 一种具有沟槽终端结构肖特基器件及其制备方法 | |
| CN103426883B (zh) | 一种可调节电势分布的半导体装置及其制备方法 | |
| CN103779416B (zh) | 一种低vf的功率mosfet器件及其制造方法 | |
| CN103378178B (zh) | 一种具有沟槽结构肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN206194741U (zh) | 一种双向超低电容瞬态电压抑制器 | |
| CN103383968A (zh) | 一种界面电荷补偿肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103515449B (zh) | 一种具有电荷补偿沟槽肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103367462A (zh) | 一种具有绝缘层隔离超结结构肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN103378172B (zh) | 一种肖特基半导体装置及其制备方法 | |
| CN208315547U (zh) | 基于bjt的集成电路抗静电转接板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170424 Address after: 310027 Hangzhou, Zhejiang Province, Xihu District, Zhejiang Road, No. 38, No. Applicant after: Sheng Kuang Address before: 310027 School of electrical engineering, Zhejiang Hangzhou, Zhejiang Province, No. 38 Applicant before: Sheng Kuang Applicant before: Zhu Jiang |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20220107 Address after: 310000 Yuhang Tang Road, Xihu District, Hangzhou, Zhejiang 866 Patentee after: ZHEJIANG University Address before: 310027 No. 38, Zhejiang Road, Hangzhou, Zhejiang, Xihu District Patentee before: Sheng Kuang |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230309 Address after: 312000 No. 518, Linjiang Road, Gaobu street, Yuecheng District, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee after: Shaoxing SMIC integrated circuit manufacturing Co.,Ltd. Address before: 310000 Yuhang Tang Road, Xihu District, Hangzhou, Zhejiang 866 Patentee before: ZHEJIANG University |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20231213 Address after: Room 203-18, Building 1, No. 1433 Renmin East Road, Gaobu Street, Yuecheng District, Shaoxing City, Zhejiang Province, 312035 Patentee after: Xinlian Power Technology (Shaoxing) Co.,Ltd. Address before: 312000, No. 518 Linjiang Road, Gaobu Street, Yuecheng District, Shaoxing City, Zhejiang Province Patentee before: Shaoxing SMIC integrated circuit manufacturing Co.,Ltd. |