功率晶体管制造技术

本发明专利技术涉及一种功率晶体管。功率晶体管在横向方向上包括元胞区、过渡区和终端结构区，功率晶体管包括：衬底；第一外延层，设置于衬底之上；多个第一体区，设置于外延层中；多个第二体区，设置于外延层中，在元胞区中的多个第二体区相应地位于元胞区中的多个第一体区上方；其中，在元胞区中的多个第一体区中的部分第一体区设置了接触孔、重掺杂第一导电类型注入区和重掺杂第二导电类型注入区，从而形成沟道区域；在元胞区中的多个第一体区中的另一部分第一体区未设置接触孔、金属电极和重掺杂第一导电类型注入区，未形成沟道区域。上述两种第一体区在元胞区域交替排列。体区在元胞区域交替排列。体区在元胞区域交替排列。

【技术实现步骤摘要】
功率晶体管


[0001]本专利技术属于半导体功率器件领域，特别涉及一种具有较高可靠性的功率晶体管及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统功率器件为了提高耐压，需要不断降低漂移区的掺杂浓度，同时增加漂移区的厚度，这就使得器件的导通电阻急剧增大，从而增加系统功耗。超结功率器件通过在器件的漂移区采用N型区和P型区交替排列从而实现电荷平衡的结构，使得器件的导通电阻和击穿电压的关系大大改善，越来越受到重视。
[0003]与此同时，超结功率器件在关断情况下，随着漏端电压的增加，器件的N型区和P型区会在很短的时间内迅速耗尽，栅漏两端的电容和漏源两端的电容值也会迅速下降，从而造成器件漏端上dv/dt的剧烈变化，即漏端上的电压在短时间内迅速上升。正因为这些特性，与传统的平面功率器件相比较，超结功率器件在开关应用中的优点是工作频率可以更高，但缺点是会产生大量的电压和电流噪声。

技术实现思路

[0004]针对上述关于超结功率器件的问题，本专利技术提供了一种功率晶体管，其特征在于，所述功率晶体管包括：衬底；外延层，设置于所述衬底之上；多个第一体区，设置于所述外延层中；多个第二体区，设置于所述外延层中，多个第二体区相应地位于所述多个第一体区中的一部分第一体区上方；在所述多个第二体区中分别设置有第一重掺杂区和第二重掺杂区，其中，在所述多个第一体区中的上方没有设置有第二体区的另一部分第一体区中设置有第二重掺杂区，其中，所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区通过接触孔与金属电极接触，以分别为所述第一体区和所述第二体区施加电位。
[0005]其中，所述多个第一体区中的上方设置有第二体区的一部分第一体区和所述多个第一体区中的上方没有设置有第二体区的另一部分第一体区交替排列。
[0006]其中，所述多个第一体区中的上方设置有第二体区的一部分第一体区与位于其上方的所述第二体区形成沟道区域，所述多个第一体区中的上方没有设置有第二体区的另一部分第一体区内未形成沟道区域。
[0007]其中，在自上而下的俯视视角中，所述多个第二体区间隔排列，相邻的两个第二体区在横向方向和纵向方向上都分别不相连，且中间间隔有一个第一体区。
[0008]其中，所述衬底、所述外延层和所述第一重掺杂区均具有第一导电类型。
[0009]其中，所述第一体区、所述第二体区和所述第二重掺杂区均具有第二导电类型。
[0010]本专利技术还提供了一种电子设备，其特征在于，包括至少部分地由上面的任意一项技术方案所述的功率晶体管形成的集成电路。
[0011]提供本
技术实现思路
以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施例中进一步描述。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用
于帮助确定所要求保护的主题的范围。
附图说明
[0012]下面参考附图详细描述本申请的技术方案，其中：
[0013]图1示出了根据本专利技术的实施例的功率晶体管的器件结构示意图；
[0014]图2示出了根据本专利技术的实施例的功率晶体管的元胞区俯视示意图；
[0015]图3A和3B示出了根据本专利技术的实施例的功率晶体管的按照图2中A
‑
A
’
切面和B
‑
B
’
切面的器件结构示意图。
[0016]其中，各个附图中相同的附图说明指示相同的元件或部分。
具体实施方式
[0017]以下，将参照附图来描述本专利技术的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0018]在附图中示出了根据本专利技术实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0019]在本专利技术的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
[0020]本专利技术可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
[0021]根据本专利技术实施例的功率晶体管(例如，具有超结结构的功率晶体管)可以形成在半导体衬底上，所述半导体衬底在横向方向(平行于衬底的表面的方向)上可以划分为元胞区、过渡区和终端结构区。所述元胞区位于半导体衬底的中心区域，在所述元胞区内形成MOS结构。所述终端结构区位于半导体衬底的外围区域并环绕所述元胞区。所述过渡区形成在所述元胞区与所述终端结构区之间。
[0022]具体地，图1示出了根据本专利技术的实施例的功率晶体管的器件结构示意图。如图1所示，根据本专利技术实施例的功率晶体管包括：衬底1，衬底1为第一导电类型；位于衬底上方的第一导电类型的外延层2，所述第一导电类型例如是N型；多个第二导电类型的第一体区3形成在外延层2中，与外延层2交替排列，并且在元胞区、过渡区和终端结构区内都形成有第一体区3。多个第一体区3设置于所述外延层中。根据本专利技术的实施例，在元胞区内，多个第一体区3中的一些第一体区3上方设置有第二体区4；多个第一体区3中的另一些第一体区3上方没有设置第二体区4。在多个第二体区4中分别设置有第一重掺杂区5和第二重掺杂区6，在上方没有设置第二体区4的第一体区3中的设置有第二重掺杂区6。第一重掺杂区5和第二重掺杂区6通过接触孔与金属电极10接触，以分别为所述第一体区和所述第二体区施加电位。所述衬底1、所述外延层2和所述第一重掺杂区5均具有第一导电类型，第一导电类型
例如是N型。所述第一体区3、所述第二体区4和所述第二重掺杂区6均具有第二导电类型，第二导电类型例如是P型。
[0023]图2示出了根据本专利技术的实施例的功率晶体管的元胞区俯视示意图。在俯视示意图的横向方向和纵向方向上，上方设置有第二体区4的第一体区3和上方没有设置第二体区的第一体区3均交替排列。也就是说，在自上而下的俯视视角中，多个第二体区4间隔排列，相邻的两个第二体区4在横向方向和纵向方向上都分别不相连，且中间间隔有一个第一体区3，该第一体区3的上方没有设置有第二体区4。这在图2中可以明显看出，大矩形框与小矩形框交替排列，大矩形框表示第二体区4的俯视图，小矩形框表示第一体区3的俯视图。
[0024]在图2中分别以A
‑
A
’
切面和B
‑
B
’
切面为准分别形成如图3A和图3B所示的结构剖面图。
[0025]图3A示出了根据本专利技术的实施例的功率晶体管的按照图2中A
‑
A
’
切面的器件结构示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率晶体管，其特征在于，所述功率晶体管包括：衬底；外延层，设置于所述衬底之上；多个第一体区，设置于所述外延层中；多个第二体区，设置于所述外延层中，多个第二体区相应地位于所述多个第一体区中的一部分第一体区上方；在所述多个第二体区中分别设置有第一重掺杂区和第二重掺杂区，其中，在所述多个第一体区中的上方没有设置有第二体区的另一部分第一体区中设置有第二重掺杂区，其中，所述第一重掺杂区和所述第二重掺杂区通过接触孔与金属电极接触，以分别为所述第一体区和所述第二体区施加电位。2.如权利要求1所述的功率晶体管，其特征在于，所述多个第一体区中的上方设置有第二体区的一部分第一体区和所述多个第一体区中的上方没有设置有第二体区的另一部分第一体区交替排列。3.如权利要求1所述的功率晶体管，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东林，陈文高，刘侠，潘志胜，
申请(专利权)人：苏州迈志微半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：