[发明专利]恒流器件及其制造方法在审
| 申请号： | 201711444907.7 | 申请日： | 2017-12-27 |
| 公开（公告）号： | CN108183129A | 公开（公告）日： | 2018-06-19 |
| 发明（设计）人： | 乔明;赖春兰;肖家木;李路;方冬;张波 | 申请（专利权）人： | 电子科技大学 |
| 主分类号： | H01L29/739 | 分类号： | H01L29/739;H01L29/06;H01L27/082;H01L21/331 |
| 代理公司： | 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 | 代理人： | 敖欢;葛启函 |
| 地址： | 611731 四川省成*** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 恒流器件 衬底 深槽 终端 隔离 扩散 侧壁 元胞 边缘缺陷 导电沟道 器件元胞 依次连接 制造工艺 沟道区 耗尽型 通过槽 引入槽 内推 源区 阱区 制造 垂直 | ||
1.一种恒流器件，包括多个结构相同并依次连接的元胞，每个元胞包括P型重掺杂衬底(2)、N型掺杂外延层(3)、位于N型掺杂外延层(3)之中的扩散P型阱区(4)，所述扩散P型阱区(4)为两个并分别位于每个元胞的两端，位于扩散P型阱区(4)内部的第一P型重掺杂区(5)和N型重掺杂区(7)，第一P型重掺杂区(5)位于N型重掺杂区(7)的两侧，N型掺杂外延层(3)和扩散P型阱区(4)上表面设有氧化层(10)，元胞还包括覆盖整个元胞上表面的金属阴极(9)、位于P型重掺杂衬底(2)下表面的金属阳极(8)，所述第一P型重掺杂区(5)、N型重掺杂区(7)和金属阴极(9)形成欧姆接触，所述P型重掺杂衬底(2)和金属阳极(8)形成欧姆接触，其特征在于：还包括N型掺杂外延层(3)中的介质深槽(12)、位于介质深槽(12)底部以及侧壁的P型掺杂区(14)、位于N型重掺杂区(7)和N型掺杂外延层(3)之间且嵌入扩散P型阱区(4)上表面的N型耗尽型沟道区(6)，所述氧化层(10)位于N型掺杂外延层(3)和N型耗尽型沟道区(6)上表面，所述位于N型掺杂外延层(3)中的介质深槽(12)以及位于介质深槽(12)底部和侧壁的P型掺杂区(14)使得器件的侧壁实现隔离。
2.根据权利要求1所述的恒流器件，其特征在于：还包括位于元胞区内部边缘的P型掺杂ring区(41)，整个器件最外围的扩散P型阱区(4)和P型掺杂ring区(41)连成一体。
3.根据权利要求1或2所述的恒流器件，其特征在于：介质深槽(12)内部设有用于填充槽内氧化层间隙的介质(13)。
4.根据权利要求3所述的恒流器件，其特征在于：所述介质(13)为多晶硅、或二氧化硅、或氮化硅。
5.根据权利要求1所述的恒流器件，其特征在于：所述恒流器件中各掺杂类型相应变为相反的掺杂，即P型掺杂变为N型掺杂的同时，N型掺杂变为P型掺杂。
6.权利要求1所述的恒流器件，其特征在于：所述恒流器件所用半导体材料为硅或碳化硅。
7.权利要求1所述的恒流器件的制造方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1：采用P型重掺杂硅片作为衬底；
步骤2：在P型重掺杂衬底(2)实施N型掺杂外延生长；
步骤3：对具有N型外延层的P型衬底硅片进行扩散P型阱区(4)注入前预氧；
步骤4：光刻扩散P型阱区窗口，进行扩散P型阱区(4)注入，注入剂量根据不同电流能力调节；
步骤5：淀积深槽刻蚀掩膜氮化硅，并光刻介质深槽(12)区窗口，进行深槽刻蚀；
步骤6：槽内注入P型杂质形成P型掺杂区(14)；
步骤7：场氧生长，同时实现介质深槽(12)的填充以及扩散P型阱区(4)的推结；
步骤8：进行表面N型耗尽型沟道区(6)注入前预氧；
步骤9：进行表面N型耗尽型沟道区(6)注入，注入剂量根据不同电流能力调节；
步骤10：进行第一P型重掺杂区(5)、N型重掺杂区(7)注入前预氧，光刻N+窗口，进行N型重掺杂区(7)注入，光刻P+窗口，进行第一P型重掺杂区(5)注入，刻蚀多余的氧化层；
步骤11：在元胞上表面淀积前预氧，淀积氧化层，光刻、刻蚀形成氧化层(10)；
步骤12：欧姆孔刻蚀，淀积铝金属；
步骤13：刻蚀金属，形成金属阴极(9)；
步骤14：淀积钝化层，刻阴极PAD孔；
步骤15：P型重掺杂衬底(2)下表面形成金属阳极(8)；
步骤16：淀积钝化层，刻阳极PAD孔。
8.根据权利要求7所述的恒流器件的制造方法，其特征在于：在步骤7之后步骤8之前进行多晶硅的回填以及刻蚀，确保深槽内的完全填充。
9.根据权利要求2所述的恒流器件的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：采用P型重掺杂硅片作为衬底；
步骤2：在P型重掺杂衬底(2)上进行N型掺杂外延；
步骤3：光刻出P型掺杂ring区(41)窗口，进行P型掺杂注入；
步骤4：在外延片终端区刻蚀深槽；
步骤5：以垂直注入方式进行P型杂质注入；
步骤6：热生长形成硅片上表面的厚场氧层，与此同时槽内侧壁也形成氧化层，P型掺杂ring区(41)也在该热过程中完成推结；
步骤7：向槽内空隙淀积多晶硅介质(13)；
步骤8：去除表面多晶；
步骤8：光刻有源区；
步骤9：进行扩散P型阱区(4)注入前预氧；
步骤10：光刻扩散P型阱区窗口，进行扩散P型阱区(4)注入，注入剂量根据不同电流能力调节，然后进行扩散P型阱区(4)推结，刻蚀多余的氧化层；
步骤11：进行表面N型耗尽型沟道区(6)注入前预氧；
步骤12：进行表面N型耗尽型沟道区(6)注入，注入剂量根据不同电流能力调节；
步骤13：进行第一P型重掺杂区(5)、N型重掺杂区(7)注入前预氧，光刻N+窗口，进行N型重掺杂区(7)注入，光刻P+窗口，进行第一P型重掺杂区(5)注入，刻蚀多余的氧化层；
步骤14：在元胞上表面淀积前预氧，淀积氧化层，光刻、刻蚀形成氧化层(10)；
步骤15：欧姆孔刻蚀，淀积铝金属；
步骤16：刻蚀金属，形成金属阴极(9)；
步骤17：淀积钝化层，刻阴极PAD孔；
步骤18：P型重掺杂衬底(2)下表面形成金属阳极(8)；
步骤19：淀积钝化层，刻阳极PAD孔。
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