发明名称 凸型半导体结构中之钝化P–N接面
摘要 本发明提一种成型半导体元件之方法,首先在具有较低浓度的P型晶片上渗透一层较高浓度之N层,其次,晶片被加以蚀刻而形成多数个凸型半导体结构(MesaSemiconductor Structures) ,每一凸起具有一与凸起结构之侧壁相交错的P-N接面。然后,在凸起的侧壁上生成一层氧化层以钝化此元件,此氧化步骤使P-N接面在氧化层附近朝P层弯曲;然后,P-N接面更深入地渗透入P层,并使渗透端趋向于使P-N接面在氧化层附近朝N层弯曲,此渗透步骤加以执行至补偿因氧化步骤所造成的弯曲,以使P-N接面平坦化。由于该第二次渗透步骤使P-N接面平坦;因此完成的P-N接面在氧化层附近具有较高的崩溃电压。因氧化步骤所形成的氧化层附近的线性阶段接面,其浓度梯度渐减,因此增大了在氧化层附近的崩溃电压而使之高于体崩溃电压。
申请公布号 TW130548 申请公布日期 1990.03.11
申请号 TW077105183 申请日期 1988.07.28
申请人 通用仪器公司 发明人 林达J.当恩;威廉G.爱恩特霍文
分类号 H01L21/22 主分类号 H01L21/22
代理机构 代理人 恽轶群 台北巿松山区南京东路三段二四八号七楼
主权项 1 一种形成半导体元件之方法,包括如下之步骤 :首先渗透一N层于半导体晶圆之P区域,以形成一P一N接面 ;在具有该P一N接面之该晶圆中形成一凸起结构,接面与凸起结构之侧壁相交在前述形成步骤之后,使凸起结构之侧壁氧化,而该氧化使在氧化层邻近之P一N接面朝着P区域弯曲 ;在前述氧化步骤之后,进行一追加之渗透,以将前述之P一N接面更深入地渗透进具有一渗透前缘之该凸起中之P区域,此渗透前缘在凸起侧壁邻近处使P一N接面向N层弯曲 ; 及控制该追加之渗透及氧化步骤,以产生一邻近该凸起侧壁之一所想要之轮廓的P 一N接面。2 如申请专利范围第I项所述之方法,其中该追加之渗透步骤系在足够之温度及时间之下执行,便得在氧化层附近因氧化所造成之P一N接面之弯曲获得回复,而使得完成的P一N接面之与氧化层接触部份较诸在凸起结构体内之P一N接面的平面相差在2微米以内者。3 如申请专利范围第2项所述之方法,其中该P一N接面在氧化步骤后,于氧化层附近系相对于N层作凹入状,而由追加之渗透步骤所造成在气化层附近的渗透前缘则相对于N层作突起状,而补偿因氧化步奏所造成之弯曲。4 如申请专利范围第1项所述之方法,其中多个凸起结构系藉由将晶圆从N层截入P区域而形成于该晶圆中,以提供相对于让晶圆之垂直方向呈一角度之凸起侧壁。5 如申请专利范围第4项所述之方法,其中该晶圆系由蚀刻而截取。6 如申请专利范围第4项所述之方法,其中该凸起半导体结构内在和取步骤前之P一N接面大体上系呈与晶圆平面作平坦分布者。7 如申请专利范围第1项所述之方法,其中该氧化步骤包括一在凸起侧壁上生长氧化层以钝化该p一n接面之步骤,以及一减低在侧壁附近之P一n接面之浓度梯度之步骤。在具有该P一N接面之该晶圆中形成一凸起结构,而该P一N接面与此凸起结构之侧面相交 ;在该追加之渗透步骤之后,将该凸起结构之侧壁氧化,藉此,该氧化会钝化让结构并使该p-N接面在氧化附近向之该p区弯曲 ; 及在一充分之温度及时间下继续该氧化步骤,以将该p一N接面更深入具有一渗透前缘之该凸起中之让p区,该渗透前缘会使在凸起侧壁附近之P一N接面向该n层弯曲 ; 及控制该氧化步骤之期间及温度,以产生一想要之钝化量,并且精确地控制邻近凸起侧壁之P一N接面的轮廓。20 如申请专利范围第19项所述之方法,更包含以下之步骤 :执行该起始之渗透步骤一段时间,此时间再加上让氧化步骤的时间时,即成一完全之渗透时间,而足以提供该半导体装置想要之崩溃电压。21 如申请专利范围第1项所述之方法,其中该想要之轮廓提供一延伸于该凸起上大组为平坦之P一N接面。22 如申请专利范围第U项所述之方法,其中该想要之轮廓提供一整个延伸于该凸起之大体上为平坦的P一N接面。23 如申请专利范围第19项所述之方法,其中该轮廓被控制以提快一整个延伸于该凸起上大致为平坦的P一N接面。图示简单说明 :第一图系P型晶片沿其半径截面之剖面图,第二图是第一图中晶片内的N"RP浓度的曲线,但未依宜际尺寸表示。第三图与第一图相同晶片截面所示之剖视图,第四图系第三图中的晶片以相同截面所示之剖视图,第五图系自第四图之晶片藉助光罩而形成的凸起构造的立体图。第六图系在第五图中凸起结构自 6-6线之截面剖视图,岛型面罩业经修整,且藉于侧壁七生长一二氧化矽层加以钝化。第七 (a) 图所示系一掺入有 5 X l0u每立方公分原子浓度之晶片,分别在氧化前及在11OOC蒸气中 8,」、时氧化后,以深度为函数的硼浓度曲线,在新的矽表面的硼浓度几乎减少了一半。第七 (b) 图所示系一掺入有5 X l0u每立方公分原子汝度之晶片,分别在式化前及在l1OOC蒸气中 8 小时氧化后,以深度为函数的磷浓度,在新的矽表面的磷浓度几乎增加了一倍。第七 ) 图所示系在第六图的氧化步骤之后,N 十及P参人质在凸起结构的侧壁及体内的浓度曲线第八图系第六图中P一N接面接能二氧化矽层之一部份的放大部份示意图,第九巾) 图示范在具有斜面侧壁之凸起结构之平面P一N接面,第九 (b) 图示范在具有垂直侧壁之凸起结构之平面P一N接面,当以次渗透驱入掺入质深入矽中时之情形 ;第九 仁) 图中上例之实线系说明第八图中的P一N接面,面在下例的点线则说萌第二渗透步骤的一般效果,第十图系第六图中的凸起结构在经过第九 仁) 图之第二渗透步骤之后而以与第六图同一截面所示之剖视图,第十一图系第十图的凸起结构在硝酸矽面罩去除后且加以金石电极之后,自同一截面所示之剖视图。第十二图系根句本发明之另一P一N接面之示意图,其中该弯曲部份系加以夸大表示。第十三图系根据本发明之再一P一N接面之示意图,其中该弯曲部份系加以夸大表示。第十匹图系根据发明之X一P一N接面之示意图,其中该弯曲部份系加以夸大表示。
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