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文檔簡介
(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局(71)申請人深圳平湖實驗室地址518116廣東省深圳市龍崗區(qū)平湖街道中科億方智匯產(chǎn)業(yè)園12棟(72)發(fā)明人夏云陳剛羅曦溪周紫薇戴穎(74)專利代理機構(gòu)北京中博世達專利商標代理有限公司11274專利代理師趙丹(54)發(fā)明名稱本公開提供了一種半導體器件及其制備方本公開提供了一種半導體器件及其制備方法,涉及半導體芯片技術領域。半導體器件包括述集電區(qū)之上,發(fā)射區(qū)設于所述漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè),柵極區(qū)設于所述漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè),所述柵極區(qū)在第一參考面的投影與所述漂移區(qū)在所述第一參考面的投影不交疊,所述第一參考面平行于所述漂移區(qū)的厚度方向,所述漂移區(qū)包括層疊設置的第一子漂移區(qū)及第二子漂移區(qū),所述第二子漂移區(qū)位于所述第一子漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè),且所述第一子漂移區(qū)和所述第二子漂移區(qū)的摻雜類型不同。2集電區(qū);發(fā)射區(qū),設于所述漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè);柵極區(qū),設于所述漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè);所述柵極區(qū)在第一參考面的投影與所述漂移區(qū)在所述第一參考面的投影不交疊,所述第一參考面平行于所述漂移區(qū)的厚度方所述漂移區(qū)包括層疊設置的第一子漂移區(qū)及第二子漂移區(qū),所述第二子漂移區(qū)位于所述第一子漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè),且所述第一子漂移區(qū)和所述第二子漂移區(qū)的摻雜類型不同。載流子存儲層,所述載流子存儲層位于所述第二子漂移區(qū)和所述發(fā)射區(qū)之間,所述載流子存儲層和所述第二子漂移區(qū)的摻雜類型不同。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體器件,其特征在于,所述發(fā)射區(qū)包括分別位于所述柵極區(qū)的兩側(cè)的第一發(fā)射區(qū)和第二發(fā)射區(qū),所述第一發(fā)射區(qū)和所述第二發(fā)射區(qū)的排布方向為第一方向;所述載流子存儲層包括:第一子載流子存儲層,位于所述第一發(fā)射區(qū)和所述第二子漂移區(qū)之間;第二子載流子存儲層,位于所述第二發(fā)射區(qū)和所述第二子漂移區(qū)之間。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導體器件,其特征在于,沿所述第一方向,所述第一子載流子存儲層和所述第二子載流子存儲層之間具有間隔;所述第二子漂移區(qū)的部分位于所述間隔內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導體器件,其特征在于,所述半導體器件還包括位于所述柵極區(qū)下方的柵介質(zhì)層;所述第二子漂移區(qū)的位于所述間隔內(nèi)的部分與所述柵介質(zhì)層接觸。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導體器件,其特征在于,沿第一方向,所述第一子載流子存儲層和所述第二子載流子存儲層相連接;所述第二子漂移區(qū)位于所述第一子載流子存儲層和所述第二子載流子存儲層的下方。7.根據(jù)權(quán)利要求3-6中任一項所述的半導體器件,其特征在于,所述半導體器件還包括位于所述柵極區(qū)下方的柵介質(zhì)層;所述第一子載流子存儲層的部分和所述第二子載流子存儲層的部分均向靠近所述柵極區(qū)的方向延伸,并與所述柵介質(zhì)層接觸。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導體器件,其特征在于,所述第一發(fā)射區(qū)包括摻雜類型不同的第一子發(fā)射區(qū)和第二子發(fā)射區(qū),所述第一子發(fā)射區(qū)和所述第二子發(fā)射區(qū)沿所述第一方向排列,且相比于所述第二子發(fā)射區(qū),所述第一子發(fā)射區(qū)遠離所述柵極區(qū);所述第二發(fā)射區(qū)包括摻雜類型不同的第三子發(fā)射區(qū)和第四子發(fā)射區(qū),所述第三子發(fā)射區(qū)和所述第四子發(fā)射區(qū)沿所述第一方向排列,且相比于所述第三子發(fā)射區(qū),所述第四子發(fā)射區(qū)遠離所述柵極區(qū)。3第一阱區(qū),所述第一阱區(qū)位于所述第一發(fā)射區(qū)和所述第一子載流子存儲層之間;第二阱區(qū),所述第二阱區(qū)位于所述第二發(fā)射區(qū)和所述第二子載流子存儲層之間;所述第一阱區(qū)的部分和所述第二阱區(qū)的部分均向靠近所述柵極區(qū)的方向延伸,并于所述柵介質(zhì)層接觸。10.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的半導體器件,其特征在于,還包括:第一金屬層,位于所述集電區(qū)遠離所述漂移區(qū)的一側(cè);第二金屬層,位于所述漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè),且與所述發(fā)射區(qū)歐姆接觸;隔離介質(zhì)層,所述隔離介質(zhì)層位于所述第二金屬層和所述柵極區(qū)導體之間。依次形成層疊設置的集電區(qū)、第一子漂移區(qū)及第二子漂移區(qū),所述第一子漂移區(qū)和所述第二子漂移區(qū)的摻雜類型不同;對所述第二子漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的表面進行離子注入,以形成發(fā)射區(qū);在所述第二子漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè)形成柵極區(qū);所述柵極區(qū)在第一參考面的投影與所述漂移區(qū)在所述第一參考面的投影不交疊,所述第一參考面平行于所述第二子漂移區(qū)的厚度方向。4半導體器件及其制備方法技術領域[0001]本公開涉及半導體芯片技術領域,尤其涉及一種半導體器件及其制備方法。背景技術[0002]絕緣柵雙極型晶體管(InsulatedGateBipolarTransistor,IGBT)作為一種兼具金屬-氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)高輸入阻抗和雙極型晶體管(BJT)低導通壓降優(yōu)點的復合型功率半導體器件,在新能源發(fā)電、電動汽車、工業(yè)變頻器及智能電網(wǎng)等領域中占據(jù)重要地位。[0003]平面型IGBT器件,因其制造工藝簡單、可靠性強且成本可控,成為中高壓應用場景的主流技術路線之一。發(fā)明內(nèi)容[0004]本公開的實施例提供一種半導體器件及其制備方法,旨在解決半導體器件柵介質(zhì)[0005]為達到上述目的,本公開的實施例采用如下技術方案:所述集電區(qū)之上。發(fā)射區(qū)設于所述漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè)。柵極區(qū)設于所述漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè),所述柵極區(qū)在第一參考面的投影與所述漂移區(qū)在所述第一參考面的投影不交疊,所述第一參考面平行于所述漂移區(qū)的厚度方向。所述漂移區(qū)包括層疊設置的第一子漂移區(qū)及第二子漂移區(qū),所述第二子漂移區(qū)位于所述第一子漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè),且所述第一子漂移區(qū)和所述第二子漂移區(qū)的摻雜類型不同。[0006]當本發(fā)明半導體器件工作在耐壓狀態(tài)時,柵極區(qū)電壓為0電位或負電位,發(fā)射區(qū)為低電位,集電區(qū)為高電位。此時,第二子漂移區(qū)和第一子漂移區(qū)形成的PN結(jié)處于反偏狀態(tài),將承擔部分電場,從而降低柵氧處的電場峰值,使器件內(nèi)電場分布更加均勻,有利于提高半導體器件的擊穿電壓,提高半導體器件的預期壽命和可靠性。[0007]此外,電場分布的改善能夠令溫度分布更均勻,避免半導體器件因表面電場過高發(fā)生表面過熱,進一步提升半導體器件的預期壽命和可靠性。[0008]在一種可行的實施例中,半導體器件還包括載流子存儲層,所述載流子存儲層位于所述第二子漂移區(qū)和所述發(fā)射區(qū)之間,所述載流子存儲層和所述第二子漂移區(qū)的摻雜類型不同。[0009]當本發(fā)明半導體器件工作在導通狀態(tài)時,柵極區(qū)電壓大于閾值電壓,發(fā)射區(qū)為低電位,集電區(qū)為高電位。從集電區(qū)注入的空穴在漂移區(qū)擴散時被載流子存儲層部分阻擋,形成局部空穴積累,顯著增加漂移區(qū)的載流子濃度,從而降低導通電阻。[0010]在一種可行的實施例中,所述發(fā)射區(qū)包括分別位于所述柵極區(qū)的兩側(cè)的第一發(fā)射區(qū)和第二發(fā)射區(qū),所述第一發(fā)射區(qū)和所述第二發(fā)射區(qū)的排布方向為第一方向。所述載流子存儲層包括第一子載流子存儲層和第二子載流子存儲層,第一子載流子存儲層位于所述第5一發(fā)射區(qū)和所述第二子漂移區(qū)之間。第二子載流子存儲層,位于所述第二發(fā)射區(qū)和所述第二子漂移區(qū)之間。[0011]在一種可行的實施例中,沿所述第一方向,所述第一子載流子存儲層和所述第二子載流子存儲層之間具有間隔。所述第二子漂移區(qū)的部分位于所述間隔內(nèi)。[0012]在一種可行的實施例中,所述半導體器件還包括位于所述柵極區(qū)下方的柵介質(zhì)層。所述第二子漂移區(qū)的位于所述間隔內(nèi)的部分與所述柵介質(zhì)層接觸。[0013]在一種可行的實施例中,沿第一方向,所述第一子載流子存儲層和所述第二子載流子存儲層相連接。所述第二子漂移區(qū)位于所述第一子載流子存儲層和所述第二子載流子存儲層的下方。[0014]相連接的第一子載流子存儲層和第二子載流子存儲層,既可以保持載流子存儲層[0015]在一種可行的實施例中,所述半導體器件還包括位于所述柵極區(qū)下方的柵介質(zhì)層。所述第一子載流子存儲層的部分和所述第二子載流子存儲層的部分均向靠近所述柵極區(qū)的方向延伸,并與所述柵介質(zhì)層接觸。[0016]若半導體器件工作于耐壓狀態(tài),第二子漂移區(qū)和第一子漂移區(qū)形成的PN結(jié)處于反偏狀態(tài),將承擔部分電場,使電場分布更加均勻,并且可以降低柵介質(zhì)層處的電場,有利于提高半導體器件的擊穿電壓,并且提高半導體器件的預期壽命和可靠性。[0017]在一種可行的實施例中,所述第一發(fā)射區(qū)包括摻雜類型不同的第一子發(fā)射區(qū)和第二子發(fā)射區(qū),所述第一子發(fā)射區(qū)和所述第二子發(fā)射區(qū)沿所述第一方向排列,且相比于所述第二子發(fā)射區(qū),所述第一子發(fā)射區(qū)遠離所述柵極區(qū)。所述第二發(fā)射區(qū)包括摻雜類型不同的第三子發(fā)射區(qū)和第四子發(fā)射區(qū),所述第三子發(fā)射區(qū)和所述第四子發(fā)射區(qū)沿所述第一方向排列,且相比于所述第三子發(fā)射區(qū),所述第四子發(fā)射區(qū)遠離所述柵極區(qū)。[0018]在一種可行的實施例中,還包括:第一阱區(qū),所述第一阱區(qū)位于所述第一發(fā)射區(qū)和所述第一子載流子存儲層之間;第二阱區(qū),所述第二阱區(qū)位于所述第二發(fā)射區(qū)和所述第二子載流子存儲層之間;所述第一阱區(qū)的部分和所述第二阱區(qū)的部分均向靠近所述柵極區(qū)的[0019]當本發(fā)明半導體器件工作在導通狀態(tài)時,柵極區(qū)電壓大于閾值電壓,發(fā)射區(qū)為低電位,集電區(qū)為高電位。在柵極區(qū)電壓的作用下,第一阱區(qū)和第二阱區(qū)表面形成電子反型層,第二子發(fā)射區(qū)及第三子發(fā)射區(qū)分別通過第一阱區(qū)和第二阱區(qū)表面的電子反型層與載流子存儲層構(gòu)成PNPN晶閘管,該PNPN晶閘管隨著集電區(qū)電流的增加而逐漸開啟。若該PNPN晶閘管完全開啟后,第一子漂移區(qū)和第二子漂移區(qū)中包括大量的自由載流子,而阱區(qū)和載流子存儲層形成的PN結(jié)依然為反偏狀態(tài)。[0020]若半導體器件關斷,即由導通狀態(tài)切換至耐壓狀態(tài),柵極區(qū)電壓由大于閾值電壓變?yōu)樾∮诨虻扔贠V。半導體器件溝道逐漸關斷,半導體器件的耗盡區(qū)逐漸擴展,耗盡區(qū)由第一阱區(qū)/第二阱區(qū)和載流子存儲層構(gòu)成的PN結(jié)逐漸向第二子漂移區(qū)擴展,由于載流子存儲層厚度較窄,因此PN結(jié)上能承受電壓較小,當電場擴展到第二子漂移區(qū)時,P型摻雜的第二子漂移區(qū)使得此區(qū)域無法承受高電壓,因此可以使器件在較低的電壓下將第二子漂移區(qū)中的空穴抽取,加快關斷時空穴抽取,提高關斷速度,從而降低半導體器件的關斷損耗,提升6半導體器件可靠性。[0021]在一種可行的實施例中,還包括:第一金屬層,位于所述集電區(qū)遠離所述漂移區(qū)的一側(cè);第二金屬層,位于所述漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè),且與所述發(fā)射區(qū)歐姆接觸;所述柵極區(qū)還包括第二介質(zhì)層,所述第二介質(zhì)層位于所述第二金屬層和所述柵極區(qū)導體之[0022]另一方面,提供一種半導體器件的制備方法,包括:依次形成層疊設置的集電區(qū)、第一子漂移區(qū)及第二子漂移區(qū),所述第一子漂移區(qū)和所述第二子漂移區(qū)的摻雜類型不同;對所述第二子漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的表面進行離子注入,以形成發(fā)射區(qū);在所述第二子漂移區(qū)遠離所述集電區(qū)的一側(cè)形成柵極區(qū);所述柵極區(qū)在第一參考面的投影與所述漂移區(qū)在所述第一參考面的投影不交疊,所述第一參考面平行于所述第二子漂移區(qū)的厚度方向。[0023]可以理解地,本公開的上述實施例提供的半導體器件的制備方法,其所能達到的有益效果可參考上文中半導體器件的有益效果,此處不再贅述。附圖說明[0024]為了更清楚地說明本公開中的技術方案,下面將對本公開一些實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹。[0025]圖1為根據(jù)一些實施例提供的一種電子設備的結(jié)構(gòu)圖;圖2為根據(jù)一些實施例提供的一種芯片的結(jié)構(gòu)圖;圖3為根據(jù)一些實施例提供的一種半導體器件的結(jié)構(gòu)圖;圖4為根據(jù)一些實施例提供的另一種半導體器件的結(jié)構(gòu)圖;圖5為根據(jù)一些實施例提供的另一種半導體器件的結(jié)構(gòu)圖;圖6為根據(jù)一些實施例提供的半導體器件的一種制備方法的流程圖;圖7為根據(jù)一些實施例提供的半導體器件的另一種制備方法的流程圖;圖8至圖15為圖7制備方法中各個步驟對應的半導體結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式[0026]下面將結(jié)合附圖,對本公開一些實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本公開一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒竟_所提供的實施例,本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例,都屬于本公開保護的范圍。方位或位置關系,僅是為了便于描述本公開和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本公開的限制。定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特性包括在本公開的至少一個實施例或示例中。上述術語的示意性表示不一定是指同一實施例或示例。此外,所述的特定特征、結(jié)構(gòu)、材料或特點可以以任何適當方式包括在任何一個或多個實施例或示例中。7義是兩個或兩個以上。些實施例時可能使用了術語“連接”以表明兩個或兩個以上部件彼此間有直接物理接觸或電接觸。又如,描述一些實施例時可能使用了術語“耦接”以表明兩個或兩個以上部件有直接物理接觸或電接觸。然而,術語“耦接”也可能指兩個或兩個以上部件彼此間并無直接接觸,但仍彼此協(xié)作或相互作用。這里所公開的實施例并不必然限制于本文內(nèi)容。[0033]本文中“被配置為”的使用意味著開放和包容性的語言,其不排除被配置為執(zhí)行額外任務或步驟的設備??山邮芷罘秶鷥?nèi)的平均值,其中所述可接受偏差范圍如由本領域普通技術人員考慮到正在討論的測量以及與特定量的測量相關的誤差(即,測量系統(tǒng)的局限性)所確定。[0036]本文參照作為理想化示例性附圖的剖視圖和/或平面圖描述了示例性實施方式。在附圖中,為了清楚,放大了層和區(qū)域的厚度。因此,可設想到由于例引起的相對于附圖的形狀的變動。因此,示例性實施方式不應解釋為局限于本文示出的區(qū)域的形狀,而是包括因例如制造而引起的形狀偏差。例如,示為矩形的蝕刻區(qū)域通常將具有彎曲的特征。因此,附圖中所示的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的,且它們的形狀并非旨在示出設備的區(qū)域的實際形狀,并且并非旨在限制示例性實施方式的范圍。[0037]如本文所使用的,術語“襯底”是指可以在其上添加后續(xù)的材料層的材料。襯底本身可以被圖案化。被添加在襯底上的材料可以被圖案化或者可以保持不被圖案化。此外,襯諸如玻璃、塑料或藍寶石晶圓之類的非導電材料制成。[0038]圖1為根據(jù)一些實施例提供的一種電子設備的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示,本公開實施例提供了一種電子設備1000,電子設備1000可以為電動汽車的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、移動電話的充電裝置、筆記本電腦的電源適配裝置等具有功率轉(zhuǎn)換功能的產(chǎn)品或部件,電子設備1000還可以為筆記本電腦、平板電腦、移動電話、可穿戴設備和車載設備等不同類型的用戶設備或者終端設備,也可以是應用于上述電子設備中的功率放大裝置。應當理解,電子設備1000還可以為放大器、調(diào)制器、基站、雷達等設備中具有信號接收/發(fā)射實施例對上述電子設備1000的具體形式不做特殊限制。[0039]下面以電子設備1000為具有功率轉(zhuǎn)換功能的電子設備為例,對本公開的一些實施8例進行示意性說明,但是本公開的實施方式不限于此,并且也可以考慮任何其它顯示裝置,只要應用相同的技術思想即可。[0040]在圖1中,電子設備1000例如包括芯片1001及電路板1002,芯片1001與電路板1002耦接,電路板1002被配置為向芯片1001供電及傳輸信號。示例性的,參見圖2,圖2為根據(jù)一些實施例提供的一種芯片的結(jié)構(gòu)圖。芯片1001包括半導體器件100和封裝基板200,并且半導體器件100與封裝基板200耦接。[0041]圖3為根據(jù)一些實施例提供的一種半導體器件的結(jié)構(gòu)圖。半導體器件100可以為及柵極區(qū)302。示例性的,漂移區(qū)103位于集電區(qū)101的一側(cè),發(fā)射區(qū)107位于漂移區(qū)103遠離集電區(qū)101的一側(cè),柵極區(qū)302位于漂移區(qū)103遠離集電區(qū)101的一側(cè),并且發(fā)射區(qū)107在第一參考面的投影與漂移區(qū)103在第一參考面的投影交疊,柵極區(qū)302在第一參考面的投影與漂移區(qū)103在第一參考面的投影不交疊。其中,第一參考面平行于漂移區(qū)103的厚度方向z。示[0042]在一些可行的實施例中,發(fā)射區(qū)107包括摻雜類型不同的第一子發(fā)射區(qū)107a以及第二子發(fā)射區(qū)107b,第一子發(fā)射區(qū)107a和第二子發(fā)射區(qū)107b沿第一方向x排布,并且相比于第二子發(fā)射區(qū)107b,第一子發(fā)射區(qū)107a更遠離柵極區(qū)302。示例性的,第一子發(fā)射區(qū)107a的摻雜類型為P型,第二子發(fā)射區(qū)107b的摻雜類型為N型,并且第二子發(fā)射區(qū)107b的摻雜濃度大于阱區(qū)106的摻雜濃度。[0043]在一些可行的實施例中半導體器件100還包括阱區(qū)106、第一金屬層301、柵介質(zhì)層303、隔離介質(zhì)層304以及第二金屬層305。[0044]第一金屬層301為位于集電區(qū)101遠離漂移區(qū)103的一側(cè),柵介質(zhì)層303位于柵極區(qū)302靠近集電區(qū)101的一側(cè),第二金屬層305位于漂移區(qū)103遠離集電區(qū)101的一側(cè),且第二金屬層305與發(fā)射區(qū)107形成歐姆接觸,隔離介質(zhì)層304位于柵極區(qū)302和第二金屬層305之間,第二金屬層305的部分向柵介質(zhì)層303延伸并且與柵介質(zhì)層303接觸。[0045]示例性的,柵介質(zhì)層303和/或隔離介質(zhì)層304的材料包括氧化硅(SiO?)、氧化鉿(Hf0?)、氧化鋁(Al?0?)以及氮化硅(Si?N?)中任意一種或者幾種的組合。其中,柵介質(zhì)層303包括的材料可以與隔離介質(zhì)層304相同,也可以與隔離介質(zhì)層304不同。若柵介質(zhì)層303的材料與隔離介質(zhì)層304相同,則柵介質(zhì)層303和隔離介質(zhì)層304可以被視為整體,不包括如圖3中所示的分界線。[0046]阱區(qū)106位于漂移區(qū)103和發(fā)射區(qū)107之間,阱區(qū)106的部分向柵極區(qū)302延伸,并且與柵介質(zhì)層303接觸。示例性的,阱區(qū)106的摻雜類型為P型,且阱區(qū)106的摻雜濃度小于第一子發(fā)射區(qū)107a的摻雜濃度。[0047]圖4為根據(jù)一些實施例提供的另一種半導體器件的結(jié)構(gòu)圖。半導體器件100包括集質(zhì)層303。[0048]緩沖層102位于集電區(qū)101的一側(cè)。漂移區(qū)103位于緩沖層102遠離集電區(qū)101的一側(cè),漂移區(qū)103包括第一子漂移區(qū)103a和第二子漂移區(qū)103b,第一子漂移區(qū)103a位于緩沖層102遠離集電區(qū)101的一側(cè),第二子漂移區(qū)103b位于第一子漂移區(qū)103a遠離集電區(qū)101的一側(cè),第一子漂移區(qū)103a和第二子漂移區(qū)103b的摻雜類型不同,示例性的,第一子漂移區(qū)103a9的摻雜類型為N型,第二子漂移區(qū)103b的摻雜類型為P型。[0049]發(fā)射區(qū)位于漂移區(qū)103遠離集電區(qū)101的一側(cè),柵極區(qū)302位于漂移區(qū)103遠離集電區(qū)101的一側(cè),并且發(fā)射區(qū)在第一參考面的投影與漂移區(qū)103在第一參考面的投影交疊,柵極區(qū)302在第一參考面的投影與漂移區(qū)103在第一參考面的投影不交疊。其中,第一參考面平行于漂移區(qū)103的厚度方向z。[0050]發(fā)射區(qū)包括第一發(fā)射區(qū)107和第二發(fā)射區(qū)108,第一發(fā)射區(qū)107和第二發(fā)射區(qū)108分別位于柵極區(qū)302的兩側(cè)。第一發(fā)射區(qū)107包括摻雜類型不同的第一子發(fā)射區(qū)107a和第二子發(fā)射區(qū)107b,第一子發(fā)射區(qū)107a和第二子發(fā)射區(qū)107b沿第一方向x排布,且二者相接觸,第一方向x為第一發(fā)射區(qū)107和第二發(fā)射區(qū)108的排布方向。相比于第二子發(fā)射區(qū)107b,第一子發(fā)射區(qū)107a更遠離柵極區(qū)302。示例性的,第一子發(fā)射區(qū)107a的摻雜類型為P型,第二子發(fā)射區(qū)107b的摻雜類型為N型。第二發(fā)射區(qū)108包括摻雜類型不同的第三子發(fā)射區(qū)108a和第四子發(fā)射區(qū)108b,第三子發(fā)射區(qū)108a和第四子發(fā)射區(qū)108b沿第一方向x排列,且二者相接觸。相比于第三子發(fā)射區(qū)108a,第四子發(fā)射區(qū)108b更遠離柵極區(qū)302。示例性的,第三子發(fā)射區(qū)108a的摻雜類型為N型,第四子發(fā)射區(qū)108b的摻雜類型為P型。第一子發(fā)射區(qū)107a的摻雜濃度與第四子發(fā)射區(qū)108b的摻雜濃度相同,第二子發(fā)射區(qū)107b的摻雜濃度與第三子發(fā)射區(qū)108a的摻雜濃度相同。[0051]載流子存儲層105包括第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b,第一子載流子存儲層105a位于第一發(fā)射區(qū)107和第二子漂移區(qū)103b之間,第二子載流子存儲層105b位于第二發(fā)射區(qū)108和第二子漂移區(qū)103b之間,第一子載流子存儲層105a的部分和第二子載流子存儲層105b的部分均向靠近柵極區(qū)302的方向延伸,并與柵介質(zhì)層303接觸。其中,柵介質(zhì)層303位于柵極區(qū)302靠近集電區(qū)101的一側(cè)。第一子載流子存儲層105a的摻雜濃度和第二子載流子存儲層105b的摻雜濃度相同,第一子載流子存儲層105a的摻雜濃度小于第二子發(fā)射區(qū)107b的摻雜濃度。[0052]在半導體器件100處于導通狀態(tài)的情況下,柵極區(qū)302的電壓大于閾值電壓,柵極區(qū)溝道開啟,第二金屬層305即第一發(fā)射區(qū)107和第二發(fā)射區(qū)108接地,第一金屬層301即集電區(qū)101接收的電壓大于0V,從集電區(qū)101注入的空穴在漂移區(qū)103擴散時被載流子存儲層105部分阻擋,形成局部空穴積累,顯著增加漂移區(qū)103的載流子濃度,從而降低半導體器件100的導通電阻。[0053]在一些可行的實施例中,如圖4所示,第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b之間具有間隔,第二子漂移區(qū)103b位于該間隔內(nèi)的部分與柵介質(zhì)層303接觸。[0054]阱區(qū)106包括第一阱區(qū)106a和第二阱區(qū)106b,第一阱區(qū)106a位于第一發(fā)射區(qū)107和第一子載流子存儲層105a之間,第二阱區(qū)106b位于第一發(fā)射區(qū)107和第二子載流子存儲層105b之間。第一阱區(qū)106a和第二阱區(qū)106b的部分均向靠近柵極區(qū)302的方向延伸,并與柵介質(zhì)層303接觸。第一阱區(qū)106a的摻雜濃度與第二阱區(qū)106b的摻雜濃度相同,第一阱區(qū)106a的摻雜濃度大于第二子漂移區(qū)103b的摻雜濃度,并且第一阱區(qū)106a的摻雜濃度小于第一子發(fā)射區(qū)107a的摻雜濃度。[0055]在半導體器件100工作于耐壓狀態(tài)的情況下,柵極區(qū)302的電壓小于或者等于0V,柵極溝道關閉,第二金屬層305即第一發(fā)射區(qū)107和第二發(fā)射區(qū)108接地,第一金屬層301即集電區(qū)101的電壓大于OV。此時,載流子存儲層105和阱區(qū)106形成的PN結(jié)處于反偏狀態(tài),第二子漂移區(qū)103b和第一子漂移區(qū)103a形成的PN結(jié)處于反偏狀態(tài),二者同時承擔電場,使電場分布更均勻,并且可以降低柵介質(zhì)層303處的電場,有利于提高半導體器件100的擊穿電壓,并且提高半導體器件100的預期壽命和可靠性。此外,電場分布的改善能夠令溫度分布更均勻,避免半導體器件100表面過熱,進一步提升半導體器件100的預期壽命和可靠性。[0056]在半導體器件100工作于正向?qū)顟B(tài)的情況下,柵極區(qū)302的電壓大于閾值電壓,第二金屬層305即發(fā)射區(qū)接地,第一金屬層301即集電區(qū)101的電壓大于OV。在柵極區(qū)302電壓的作用下,阱區(qū)106表面形成電子反型層,第二子發(fā)射區(qū)107b及第三子發(fā)射區(qū)108a通過阱區(qū)106表面的電子反型層與載流子存儲層105連接。P型集電區(qū)101、N型緩沖層102及N型第一子漂移區(qū)103a、P型第二子漂移區(qū)103b、以及N型載流子存儲層105構(gòu)成PNPN晶閘管,該PNPN晶閘管隨著集電區(qū)101電流的增加而逐漸開啟。若該PNPN晶閘管完全開啟后,第一子漂移區(qū)103a和第二子漂移區(qū)103b中包括大量的自由載流子,則阱區(qū)106和載流子存儲層105形[0057]在半導體器件100關斷的情況下,柵極區(qū)302的電壓由大于閾值電壓變?yōu)樾∮诨虻扔贠V,第二金屬層305即發(fā)射區(qū)的電壓為OV,第一金屬層301即集電區(qū)101的電壓大于或者等于OV。半導體器件100由導通狀態(tài)切換至關斷狀態(tài)后,溝道逐漸關斷,半導體器件100的耗盡區(qū)逐漸擴展,耗盡區(qū)由阱區(qū)106和載流子存儲層105構(gòu)成的PN結(jié)逐漸向第二子漂移區(qū)103b擴展,第二子漂移區(qū)103b的存在使得此處電場很小,可以在較低的電壓下將第二子漂移區(qū)103b中的空穴抽取,加快關斷時空穴抽取,提高關斷速度,從而降低半導體器件100的關斷[0058]在半導體器件100由導通狀態(tài)切換至關斷狀態(tài)的過程中,第一子漂移區(qū)103a存儲的大量空穴通過集電區(qū)101排出,緩沖層102則能夠作為載流子的快速抽取通道,加快空穴[0059]在一些可行的實施例中半導體器件100還包括第一金屬層301、隔離介質(zhì)層304以及第二金屬層305。第一金屬層301位于集電區(qū)101遠離緩沖層102的一側(cè)。第二金屬層305位于漂移區(qū)103遠離集電區(qū)101的一側(cè),并與第一發(fā)射區(qū)107以及第二發(fā)射區(qū)108形成歐姆接觸。隔離介質(zhì)層304位于柵極區(qū)302遠離集電區(qū)101的一側(cè),隔離介質(zhì)層304的部分向柵介質(zhì)層303延伸并于柵介質(zhì)層303接觸。[0060]圖5為根據(jù)一些實施例提供的另一種半導體器件的結(jié)構(gòu)圖。在圖5所示的半導體器件100中,第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b相連接,第二子漂移區(qū)103b位于第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b的下方。示例性的,第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b可以被視為一個整體。圖5所示的半導體器件100的其余結(jié)構(gòu)與圖4所示的半導體器件100基本一致,故不再贅述。[0061]若半導體器件100的JFET(寄生結(jié)型場效應晶體管,JunctionField-EffectTransistor)較窄,即第一阱區(qū)106a和第二阱區(qū)106b之間的間距較小,要做出圖4中半導體器件100的第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b之間的間隔會導致半導體器件100的良率大幅降低,若要提高良率,則會顯著提高工藝復雜度和生產(chǎn)成本。因此在圖5所示實施例中,形成相連接的第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b,既可以保持載流子存儲層105的功能,又能降低工藝復雜度,從而降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品良率。[0062]圖6為根據(jù)一些實施例提供的半導體器件的一種制備方法的流程圖。半導體器件11100的制備方法包括步驟S10至步驟S30。[0063]在步驟S10中,依次形成層疊設置的集電區(qū)101、第一子漂移區(qū)103a以及第二子漂移區(qū)103b,第一子漂移區(qū)103a和第二子漂移區(qū)103b的摻雜類型不同,得到如圖8所示的半導體結(jié)構(gòu)。示例性的,集電區(qū)101的摻雜類型為P型,第一子漂移區(qū)103a的摻雜類型為N型,第二子漂移區(qū)103b的摻雜類型為P型。[0064]在步驟S20中,對第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的表面進行離子注入,以形成發(fā)射區(qū),得到如圖9所示的半導體結(jié)構(gòu)。[0065]發(fā)射區(qū)在第一參考面的投影與第二子漂移區(qū)103b在第一參考面的投影交疊,該第一參考面平行于第二子漂移區(qū)103b的厚度方向z。發(fā)射區(qū)包括第一發(fā)射區(qū)107和第二發(fā)射區(qū)108.第一發(fā)射區(qū)107包括摻雜類型不同的第一子發(fā)射區(qū)107a和第二子發(fā)射區(qū)107b,第二發(fā)射區(qū)108包括摻雜類型不同的第三子發(fā)射區(qū)108a和第四子發(fā)射區(qū)108b。第一子發(fā)射區(qū)107a、第二子發(fā)射區(qū)107b、第三子發(fā)射區(qū)108a以及第四子發(fā)射區(qū)108b沿第一方向x排布。示例性的,第一子發(fā)射區(qū)107a和第四子發(fā)射區(qū)108b的摻雜類型為P型,第二子發(fā)射區(qū)107b和第三子發(fā)射區(qū)108a的摻雜類型為N型。[0066]在步驟S30中,在第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的一側(cè)形成柵極區(qū)302,得到如圖13所示的半導體結(jié)構(gòu)。[0067]柵極區(qū)302在第一參考面的投影與第二子漂移區(qū)103b在第一參考面的投影不交疊,該第一參考面平行于第二子漂移區(qū)103b的厚度方向z。[0068]圖7為根據(jù)一些實施例提供的半導體器件的另一種制備方法的流程圖。圖8至圖15為圖7制備方法中各個步驟對應的半導體結(jié)構(gòu)圖。[0069]半導體器件100的制備方法包括步驟S11、步驟S21、步驟S31-步驟S34,以及步驟[0070]在步驟S11中,在襯底306的一側(cè)依次形成集電區(qū)101、緩沖層102、第一子漂移區(qū)103a以及第二子漂移區(qū)103b,得到如圖8所示的半導體結(jié)構(gòu)。在一些可行的實施例中,可以采用外延生長在襯底306的一側(cè)依次形成集電區(qū)101、緩沖層102、第一子漂移區(qū)103a以及第[0071]襯底306的摻雜濃度例如大于緩沖層102的摻雜濃度,集電區(qū)101的摻雜濃度例如大于第二子漂移區(qū)103b的摻雜濃度。[0072]在步驟S21中,對第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的表面進行離子注入,以形成載流子存儲層105、阱區(qū)106以及發(fā)射區(qū),發(fā)射區(qū)包括第一發(fā)射區(qū)107以及第二發(fā)射區(qū)108,得到如圖9所示的半導體結(jié)構(gòu)。并采用高溫退火激活注入的雜質(zhì)離子。[0073]示例性的,在第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的一側(cè)形成硬掩模層,圖案化該硬掩模層,采用離子注入工藝對第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的表面進行離子注入,以形成摻雜類型為N型的載流子存儲層105、摻雜類型為P型的阱區(qū)106以及發(fā)射區(qū),發(fā)射區(qū)包括第一發(fā)射區(qū)107和第二發(fā)射區(qū)108,第一發(fā)射區(qū)107包括摻雜類型為P型的第一子發(fā)射區(qū)107a和摻雜類型為N型的第二子發(fā)射區(qū)107b,第二發(fā)射區(qū)108包括摻雜類型為N型的第三子發(fā)射區(qū)108a和摻雜類型為P型的第四子發(fā)射區(qū)108b。[0074]其中,載流子存儲層105包括第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b,第一子載流子存儲層105a位于第一發(fā)射區(qū)107和第二子漂移區(qū)103b之間,第二子載流子存儲層105b位于第二發(fā)射區(qū)108和第二子漂移區(qū)103b之間,第一子載流子存儲層105a的部分和第二子載流子存儲層105b的部分均向靠近第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的方向延伸。在形成載流子存儲層105時,第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b在第一方向x上具有一定間隔。[0075]阱區(qū)106包括第一阱區(qū)106a和第二阱區(qū)106b,第一阱區(qū)106a位于第一發(fā)射區(qū)107和第一子載流子存儲層105a之間,第二阱區(qū)106b位于第一發(fā)射區(qū)107和第二子載流子存儲層105b之間。第一阱區(qū)106a和第二阱區(qū)106b的部分均向靠近第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的方向延伸。[0076]在一些可行的實施例中,步驟S21可以被替換為步驟S22。[0077]在步驟S22中,對第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的表面進行離子注入,以形成載流子存儲層105、阱區(qū)106以及發(fā)射區(qū),發(fā)射區(qū)包括第一發(fā)射區(qū)107以及第二發(fā)射區(qū)108,得到如圖9所示的半導體結(jié)構(gòu)。[0078]示例性的,在第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的一側(cè)形成硬掩模層,圖案化該硬掩模層,采用離子注入工藝對第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的表面進行離子注入,以形成摻雜類型為N型的載流子存儲層105、摻雜類型為P型的阱區(qū)106以及發(fā)射區(qū),發(fā)射區(qū)包括第一發(fā)射區(qū)107和第二發(fā)射區(qū)108,第一發(fā)射區(qū)107包括摻雜類型為P型的第一子發(fā)射區(qū)107a和摻雜類型為N型的第二子發(fā)射區(qū)107b,第二發(fā)射區(qū)108包括摻雜類型為N型的第三子發(fā)射區(qū)108a和摻雜類型為P型的第四子發(fā)射區(qū)108b。[0079]其中,載流子存儲層105包括第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b,第一子載流子存儲層105a位于第一發(fā)射區(qū)107和第二子漂移區(qū)103b之間,第二子載流子存儲層105b位于第二發(fā)射區(qū)108和第二子漂移區(qū)103b之間,第一子載流子存儲層105a的部分和第二子載流子存儲層105b的部分均向靠近第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的方向延伸。在形成載流子存儲層105時,第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b在第一方向x上相連接,即第一子載流子存儲層105a和第二子載流子存儲層105b可以被視為一個整體。載流子存儲層105的結(jié)構(gòu)如圖5所示。[0080]阱區(qū)106包括第一阱區(qū)106a和第二阱區(qū)106b,第一阱區(qū)106a位于第一發(fā)射區(qū)107和第一子載流子存儲層105a之間,第二阱區(qū)106b位于第一發(fā)射區(qū)107和第二子載流子存儲層105b之間。第一阱區(qū)106a和第二阱區(qū)106b的部分均向靠近第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的方向延伸。[0081]在步驟S31中,在第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的一側(cè)依次形成初始柵介質(zhì)層303a以及柵極區(qū)導體層302a,得到如圖10所示的半導體結(jié)構(gòu)。[0082]在步驟S32中,刻蝕柵極區(qū)導體層302a以形成柵極區(qū)302,得到如圖11所示的半導[0083]在步驟S33中,在第二子漂移區(qū)103b遠離集電區(qū)101的一側(cè)形成初始隔離介質(zhì)層304a,初始隔離介質(zhì)層304a至少覆蓋柵極區(qū)302遠離集電區(qū)101的表面,得到如圖12所示的半導體結(jié)構(gòu)。示例性的,采用CVD(ChemicalVaporDeposition,化學氣相沉積)工藝形成初始隔離介質(zhì)層304a。[0084]在步驟S34中,刻蝕初始隔離介質(zhì)層304a以及初始柵介質(zhì)層303a,以形成柵介質(zhì)層303以及隔離介質(zhì)層304。至少暴露部分第一發(fā)射區(qū)107遠離集電區(qū)101的表面以及部分第二發(fā)射區(qū)108遠離集電區(qū)101的表面以形成源
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