半導(dǎo)體器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]橫向高壓半導(dǎo)體器件是功率集成電路中常用的器件，具體包括橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物晶體管(LDMOS)、橫向絕緣柵雙極型晶體管(LIGBT)、橫向隔離結(jié)等。橫向高壓半導(dǎo)體器件的高壓端可以承受高電位(高電壓)，是通過其中的耐壓緩沖層實(shí)現(xiàn)的。以橫向雙擴(kuò)散金屬氧化物晶體管(LDMOS)為例，其漏端(高壓端)可以承受相對(duì)于源端(低壓端)及襯底的高電壓，是通過其漏端與源端之間的緩沖層、及漏端與襯底之間的緩沖層實(shí)現(xiàn)的。通常而言，對(duì)耐壓緩沖層結(jié)構(gòu)的考量指標(biāo)包括:擊穿電壓和導(dǎo)通電阻，其中，擊穿電壓越大越好，導(dǎo)通電阻越小越好。
[0003]圖1為現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，具體的，該半導(dǎo)體器件為N型橫向高壓器件，如圖1所示，所述器件包括:輕摻雜的N型漂移區(qū)，以及位于場(chǎng)氧化層之上的靠近低壓端一頭的多晶硅場(chǎng)板。當(dāng)高壓端承受高電位時(shí)，由N型漂移區(qū)和P型襯底組成的PN結(jié)(縱向PN結(jié))、以及由N型漂移區(qū)和P型體區(qū)組成的PN結(jié)(橫向PN結(jié))都反向偏置，空間電荷區(qū)展寬，分擔(dān)其兩端的電位差?？臻g電荷區(qū)內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度越大，其分擔(dān)的電壓越高；空間電荷區(qū)的寬度越大，其分擔(dān)的電壓越高；當(dāng)空間電荷區(qū)之中任意一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度超過臨界電場(chǎng)時(shí)，就會(huì)發(fā)生擊穿，且PN結(jié)的摻雜濃度越大，則PN結(jié)的擊穿電壓越小。如圖1所示，為提高縱向PN結(jié)的擊穿電壓，通常采用的方法是降低N型漂移區(qū)的摻雜濃度，但這無疑會(huì)增大器件的導(dǎo)通電阻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，用于解決基于現(xiàn)有的器件結(jié)構(gòu)，在提高器件擊穿電壓時(shí)，導(dǎo)通電阻會(huì)變大的問題。
[0005]本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體器件，包括:第一導(dǎo)電類型的襯底1、位于所述襯底I表層的第二導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)2、位于第一摻雜區(qū)2中的第一導(dǎo)電類型的若干個(gè)第二摻雜區(qū)3、以及位于襯底I表層的第一導(dǎo)電類型的第三摻雜區(qū)4 ;其中，所述第一導(dǎo)電類型與所述第二導(dǎo)電類型相反；
[0006]第三摻雜區(qū)4位于所述器件的低壓端，第一摻雜區(qū)2從第三摻雜區(qū)4靠近所述高壓端的一側(cè)起延伸至所述高壓端，第二摻雜區(qū)3位于所述器件的高壓端。
[0007]可選的，所述器件還包括:位于半導(dǎo)體襯底I和第一摻雜區(qū)2交界區(qū)域的第一導(dǎo)電類型的若干個(gè)第四摻雜區(qū)5 ;
[0008]第四摻雜區(qū)5的分布密度從所述低壓端的區(qū)域向所述高壓端的區(qū)域遞減。
[0009]可選的，所述高壓端的下方未設(shè)有第四摻雜區(qū)5。
[0010]可選的，所述器件還包括:位于所述襯底I表面上的場(chǎng)氧化層6，所述場(chǎng)氧化層6位于所述高壓端和所述低壓端之間。
[0011]可選的，所述器件還包括:覆蓋場(chǎng)氧化層6靠近所述低壓端的邊緣區(qū)域的多晶硅層7，所述多晶硅層7還延伸覆蓋所述襯底I的表面。
[0012]可選的，各所述第二摻雜區(qū)3的尺寸相同，且各所述第二摻雜區(qū)3呈等間隔排布。
[0013]可選的，有至少一個(gè)所述第二摻雜區(qū)3位于所述場(chǎng)氧化層6靠近所述高壓端的邊緣區(qū)域的下方。
[0014]可選的，所述第四摻雜區(qū)5呈島狀分布。
[0015]可選的，所述第四摻雜區(qū)5的寬度為0.5?5微米，各所述第四摻雜區(qū)5之間的距離為0.5?5微米。
[0016]可選的，所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型；或者，所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型。
[0017]本發(fā)明提供的半導(dǎo)體器件，包括位于器件低壓端的第三摻雜區(qū)，從第三摻雜區(qū)靠近所述高壓端的一側(cè)起延伸至所述高壓端的第一摻雜區(qū)，位于器件高壓端且位于所述第一摻雜區(qū)中的第二摻雜區(qū)，其中，所述第一摻雜區(qū)與所述第二摻雜區(qū)的導(dǎo)電類型相反，基于上述結(jié)構(gòu)，利用所述第一摻雜區(qū)和所述第二摻雜區(qū)形成的若干個(gè)橫向的PN結(jié)，當(dāng)高壓端承受高壓時(shí)，所述橫向的PN結(jié)處于反向偏置狀態(tài)，空間電荷區(qū)橫向展寬，承擔(dān)高壓端與襯底之間的電位差，無需通過降低第一摻雜區(qū)的摻雜濃度提高器件反向特性，在提高器件耐壓特性的基礎(chǔ)上，保證器件的導(dǎo)通電阻不會(huì)變大。
【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實(shí)施例二提供的半導(dǎo)體器件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。為了方便說明，放大或者縮小了不同層和區(qū)域的尺寸，所以圖中所示大小和比例并不一定代表實(shí)際尺寸，也不反映尺寸的比例關(guān)系。
[0023]圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的半導(dǎo)體器件的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述器件包括:
[0024]第一導(dǎo)電類型的襯底1、位于襯底I表層的第二導(dǎo)電類型的第一摻雜區(qū)2、位于第一摻雜區(qū)2中的第一導(dǎo)電類型的若干個(gè)第二摻雜區(qū)3、以及位于襯底I表層的第一導(dǎo)電類型的第三摻雜區(qū)4 ;其中，第一導(dǎo)電類型與第二導(dǎo)電類型相反；
[0025]第三摻雜區(qū)4位于器件的低壓端，第一摻雜區(qū)2從第三摻雜區(qū)4靠近高壓端的一側(cè)起延伸至高壓端，第二摻雜區(qū)3位于器件的高壓端。
[0026]其中，各第二摻雜區(qū)3的尺寸可以相同，且各第二摻雜區(qū)3可以呈等間隔排布。
[0027]具體的，在本實(shí)施例中，第一摻雜區(qū)2和第二摻雜區(qū)3，組成若干個(gè)橫向的PN結(jié)，當(dāng)所述高壓端承受高電位時(shí)，這些PN結(jié)都反向偏置，空間電荷區(qū)橫向展寬，承擔(dān)起高壓端與襯底I之間的電位差。
[0028]其中，所述襯底可以為半導(dǎo)體元素，例如單晶硅、多晶硅或非晶結(jié)構(gòu)的硅或硅鍺SiGe，也可以為混合的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，例如碳化硅、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵、合金半導(dǎo)體或其組合。本實(shí)施例在此不對(duì)其進(jìn)行限制。在實(shí)際應(yīng)用中，半導(dǎo)體襯底具體還可以為在半導(dǎo)體上生長(zhǎng)了一層或多層半導(dǎo)體薄膜的外延片。
[0029]在實(shí)際應(yīng)用中，在半導(dǎo)體中摻入雜質(zhì)元素通常為五族元素或三族元素，則可使其導(dǎo)電。并且，按照其導(dǎo)電類型，可將其分為N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，具體的，摻入了五族元素的半導(dǎo)體，為N型半導(dǎo)體，摻入了三族元素的半導(dǎo)體，為P型半導(dǎo)體。如果在同一半導(dǎo)體中既摻入了五族元素也摻入了三族元素，則半導(dǎo)體的導(dǎo)電類型表現(xiàn)為摻雜濃度較高的那一種摻雜元素。進(jìn)一步的，半導(dǎo)體中的摻雜濃度越高，其電阻率越小。N、P型半導(dǎo)體可組成PN結(jié)。此外，場(chǎng)氧化層覆蓋的區(qū)域稱之為“場(chǎng)區(qū)”，場(chǎng)區(qū)之外的區(qū)域稱之為“有源區(qū)”。
[0030]可選的，在本實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電類型可以為N型，則所述第二導(dǎo)電類型為P型；或者，所述第一導(dǎo)電類型可以為P型，則所述第二導(dǎo)電類型為N型。
[0031]具體的，當(dāng)所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為N型，則所述高壓端可承受正的高電位，當(dāng)所述第一導(dǎo)電類型為N型，所述第二導(dǎo)電類型為P型，則所述高壓端可承受負(fù)的高電位。
[0032]可選的，為了進(jìn)一步提高器件的擊穿電壓，所述器件還可以包括:
[0033]位于襯底I和第一摻雜區(qū)2交界區(qū)域的第一導(dǎo)電類型的若干個(gè)第四摻雜區(qū)；
[0034]所述第四摻雜區(qū)的分布密度從低壓端的區(qū)域向高壓端的區(qū)域遞減。
[0035]具體的，所述高壓端的下方未設(shè)有第四摻雜區(qū)5，從而進(jìn)一步提高器件的耐壓特性。
[0036]再具體的，第四摻雜區(qū)可以呈島狀分布。再具體的，所述第四摻雜區(qū)的寬度可以為0.5?5微米，各所述第四摻雜區(qū)之間的距離為可以為0.5?5微米，可以基于該范圍，實(shí)現(xiàn)其分布密度從低壓端的區(qū)域向高壓端的區(qū)域遞減。
[0037]具體的，第一摻雜區(qū)2和若干所述第四摻雜區(qū)組成若干個(gè)PN結(jié)，當(dāng)高壓端承受高電位時(shí)，這些PN結(jié)都反向偏置，空間電荷區(qū)縱向展寬，一方面可減弱靠近低壓端一頭的場(chǎng)氧化層邊緣位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，另一方面，可使第一摻雜區(qū)內(nèi)部從高壓端至低壓端整個(gè)區(qū)間內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度分布比較均勻，從而進(jìn)一步提高擊穿電壓。
[0038]在實(shí)際應(yīng)用中，為了形成所述器件的場(chǎng)區(qū)，所述器件還包括:位于襯底I表面上的場(chǎng)氧化層6，場(chǎng)氧化層6位于所述高壓端和所述低壓端之間。
[0039]可選的，在本實(shí)施例中，還可以有至少一個(gè)第二摻雜區(qū)3位于場(chǎng)氧化層6靠近所述高壓端的邊緣區(qū)域的下方。
[0040]本實(shí)施方式通過在場(chǎng)氧化層6靠近所述高壓端的邊緣區(qū)域的下方設(shè)置第二摻雜區(qū)3，減弱靠近所述高壓端一頭的場(chǎng)氧化層邊緣位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，避免提前擊穿，提高器件的反向耐壓特性。
[0041]可選的，所述器件還可以包括:覆蓋場(chǎng)氧化層6靠近低壓端的邊緣區(qū)域的多晶硅層7，多晶硅層7還延伸覆蓋襯底I的表面。本實(shí)施方式中，通過設(shè)置多晶硅層，可以減弱靠近所述低壓端一頭的場(chǎng)氧化層邊緣位置的電場(chǎng)強(qiáng)度，防止擊穿，提高器件的耐壓特性。
[0042]為了更好的理解本方案，現(xiàn)將本方案的機(jī)理闡述如下:在本實(shí)施例中，在第一摻雜區(qū)2的高壓端一頭，設(shè)置若干個(gè)第二摻雜區(qū)3，第一摻雜區(qū)2和若干個(gè)第二摻雜區(qū)3，即可組成若干個(gè)橫向的PN結(jié)，當(dāng)所述高壓端承受高電位時(shí)，這些PN結(jié)都反向偏置，空間電荷區(qū)橫向展寬，承擔(dān)起所述高壓端與襯底I之間的電位差。本實(shí)施例通過展寬橫向PN結(jié)的空間電荷區(qū)來實(shí)現(xiàn)縱