半导体器件及其制造方法技术

本申请涉及一种半导体器件及其制造方法，一种半导体器件，包括：衬底；埋层，设于衬底内；第一阱区，设于埋层的上表层；第二阱区，设于埋层的上表层且部分区域与衬底接触，第二阱区位于第一阱区的外围；多个发射极引出区和基极引出区，设于第一阱区的上表层内且两两之间间隔设置；栅极结构，设于衬底的上表面上，且包括栅极，栅极在第一阱区上的正投影与发射极引出区呈交错布设；集电极引出区，形成于第二阱区的上表层内；其中，多个发射极引出区并联连接，以引出发射极；栅极与集电极引出区并联连接，以引出集电极。可以通过改变集电极的输入电压，进而控制半导体器件的增益电流和发射极引出区的有效掺杂浓度。区的有效掺杂浓度。区的有效掺杂浓度。

【技术实现步骤摘要】
半导体器件及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体
，特别是涉及半导体器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]相关技术中，半导体结构包括P型的衬底和设于衬底内的N型的埋层，并将NPN晶体管形成于P阱内，同时借用N型的埋层做隔离，发射极从P阱引出，集电极从N阱引出，利用P阱和N阱之间的形成PN结来提高半导体结构的击穿电压。
[0003]然而，传统的半导体结构的发射区通常为重掺杂区，导致影响半导体结构的电流增益。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对传统的半导体结构的增益电流较低的问题，提供一种半导体器件及其制造方法。
[0005]根据本申请的一方面，提供了一种半导体器件，包括：
[0006]衬底，具有第一导电类型；
[0007]埋层，设于所述衬底内，且具有第二导电类型，所述第一导电类型与所述第二导电类型相反；
[0008]第一阱区，设于所述埋层的上表层，且具有所述第一导电类型；
[0009]第二阱区，设于所述埋层的上表层且部分区域与所述衬底接触，所述第二阱区位于所述第一阱区的外围，且具有所述第二导电类型；
[0010]多个发射极引出区和基极引出区，设于所述第一阱区的上表层内且两两之间间隔设置；所述基极引出区具有所述第一导电类型，所述发射极引出区具有所述第二导电类型；
[0011]栅极结构，设于所述衬底的上表面上，且包括栅极，所述栅极在所述第一阱区上的正投影与所述发射极引出区呈交错布设；
[0012]集电极引出区，形成于所述第二阱区的上表层内，且具有所述第二导电类型；
[0013]其中，多个所述发射极引出区并联连接，以引出发射极；
[0014]所述栅极与所述集电极引出区并联连接，以引出集电极。
[0015]在其中一个实施例中，所述集电极被配置为能够可调节地输入正电压。
[0016]在其中一个实施例中，所述第二阱区的上表层内设有多个所述集电极引出区，多个所述集电极引出区与所述栅极并联连接，以引出所述集电极。
[0017]在其中一个实施例中，所述栅极结构包括多个所述栅极，每一所述栅极位于相邻的两个所述发射极引出区之间区域的上方。
[0018]在其中一个实施例中，所述栅极结构还包括设于所述衬底的上表面上的栅介质层；
[0019]多个所述栅极设于所述栅介质层上；
[0020]所述栅介质层的厚度为预设值。
[0021]在其中一个实施例中，多个发射极引出区排列形成沿第一方向间隔布设的多组发射极引出区组，每一所述发射极引出区组包括沿第二方向间隔布设的多个所述发射极引出区；
[0022]所述栅极与所述多组发射极引出区组沿所述第一方向交错布设；
[0023]所述第一方向和所述第二方向彼此相交。
[0024]在其中一个实施例中，所述基极引出区位于所述发射极引出区的外围。
[0025]在其中一个实施例中，还包括形成于所述衬底的上表层的多个场氧结构，所述多个场氧结构包括用于使所述发射极引出区和所述基极引出区彼此电隔离的第一场氧结构，以及用于使所述基极引出区和所述集电极引出区彼此电隔离的第二场氧结构。
[0026]在其中一个实施例中，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型；
[0027]当所述集电极输入电压时，所述发射极引出区、所述基极引出区和所述第一阱区形成的整体与所述集电极引出区共同构成NPN晶体管。
[0028]根据本申请的另一方面，提供了一种半导体器件的制造方法，包括：
[0029]提供衬底；所述衬底具有第一导电类型；
[0030]形成位于所述衬底内的埋层；所述埋层具有第二导电类型，所述第一导电类型与所述第二导电类型相反；
[0031]在所述埋层的上表层上形成第一阱区，所述第一阱区具有所述第一导电类型；
[0032]在所述埋层的上表层上形成位于所述第一阱区外围的第二阱区，所述第二阱区的部分区域与所述衬底接触，且具有所述第二导电类型；
[0033]在所述衬底的上表面上形成栅极结构；
[0034]在所述第一阱区的上表层内形成两两之间间隔设置的多个发射极引出区和基极引出区；其中，所述栅极结构包括栅极，所述栅极在所述第一阱区上的正投影与所述发射极引出区呈交错布设；所述基极引出区具有所述第一导电类型，所述发射极引出区具有所述第二导电类型；
[0035]在所述第二阱区的上表层内形成具有所述第二导电类型的集电极引出区；
[0036]其中，多个所述发射极引出区并联连接，以引出发射极；
[0037]所述栅极与所述集电极引出区并联连接，以引出集电极。
[0038]上述提供的半导体器件及其制造方法，可使集电极输入正电压，且当集电极的输入电压为0V
‑
0.4V时，栅极的电压和第一阱区之间形成的压差较小，在第一阱区上位于栅极下方的区域处未形成反型层，由于多个发射极引出区并联连接，有利于提高发射极在使用过程中的电导通能力，保证所有发射区的整体面积的同时，也能提高半导体器件的电流增益，避免因发射极引出区的掺杂浓度过高而影响半导体器件的电流增益。当集电极的输入电压为0.4V
‑
0.7V时，栅极和第一阱区之间形成压差，可以形成排斥空穴而吸引电子的电场，使第一阱区上位于栅极下方的区域处的空穴被排斥，同时P型的第一阱区中的少子(电子)被吸引到第一阱区上位于栅极下方的区域处，并可使这些电子在第一阱区上位于栅极下方的区域处形成反型层，由于栅极在第一阱区上的正投影与发射极引出区呈交错布设，可以理解的是，形成的反型层位于相邻的两个发射极引出区之间，以电性连接相邻的两个发射极引出区，相当于相邻的两个发射极引出区之间形成有一个低掺杂浓度且导电类型与发射极引出区相同的反型层，如此，可有效提高增加发射极引出区的有效掺杂浓度，进而增
加发射极引出区的有效面积，也有利于提高半导体器件的增益电流。如此，可以通过改变集电极的输入电压，进而控制半导体器件的增益电流和发射极引出区的有效掺杂浓度。
附图说明
[0039]图1示出了本申请一实施例的半导体器件的结构示意图；
[0040]图2示出了本申请一实施例的栅极和发射极引出区的布局示意图；
[0041]图3示出了本申请一实施例的半导体器件的制造方法的流程示意图；
[0042]图4(a)
‑
图4(g)示出了本申请一实施例的半导体器件的制造过程示意图；
[0043]图5示出了本申请一实施例的半导体器件的制造方法的流程示意图。
[0044]图中：110、衬底；111、牺牲层；112、氧化层；113、氮化硅层；120、埋层；130、第一阱区；140、第二阱区；150、发射极引出区；160、基极引出区；170、集电极引出区；180、栅极结构；181、栅极；182、栅介质层；191、第一场氧结构；192、第二场氧结构；193、第三场氧结构；200、钝化层；310、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：衬底，具有第一导电类型；埋层，设于所述衬底内，且具有第二导电类型，所述第一导电类型与所述第二导电类型相反；第一阱区，设于所述埋层的上表层，且具有所述第一导电类型；第二阱区，设于所述埋层的上表层且部分区域与所述衬底接触，所述第二阱区位于所述第一阱区的外围，且具有所述第二导电类型；多个发射极引出区和基极引出区，设于所述第一阱区的上表层内且两两之间间隔设置；所述基极引出区具有所述第一导电类型，所述发射极引出区具有所述第二导电类型；栅极结构，设于所述衬底的上表面上，且包括栅极，所述栅极在所述第一阱区上的正投影与所述发射极引出区呈交错布设；集电极引出区，形成于所述第二阱区的上表层内，且具有所述第二导电类型；其中，多个所述发射极引出区并联连接，以引出发射极；所述栅极与所述集电极引出区并联连接，以引出集电极。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述集电极被配置为能够可调节地输入正电压。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第二阱区的上表层内设有多个所述集电极引出区，多个所述集电极引出区与所述栅极并联连接，以引出所述集电极。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极结构包括多个所述栅极，每一所述栅极位于相邻的两个所述发射极引出区之间区域的上方。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述栅极结构还包括设于所述衬底的上表面上的栅介质层；多个所述栅极设于所述栅介质层上；所述栅介质层的厚度为预设值。6.根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，多个所述发射极引出区排列形成沿第一方向间隔布设的多组发射极引出区组，每一所述发射极引出区组包括沿第二方向间隔布设的多个所述发射极引出区；所述栅极与所述多组发射...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健，
申请(专利权)人：上海鼎泰匠芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：