一种超低比导通电阻的横向高压功率器件及制造方法

摘要

一种超低比导通电阻的横向高压功率器件及制造方法，属于功率半导体器件技术领域。通过光刻和离子注入工艺在第二导电类型半导体漂移区（2）表面形成的第二导电类型半导体重掺杂层（5），开态时为器件提供低阻表面导电通道，与降场层（3）下方的第二导电类型半导体漂移区（2）一起，为器件提供两个导电通道。由于采用离子注入增加了低阻表面导电通道，减小了器件表面的电阻率，极大地降低了器件的导通电阻。与常规具有降场层的高压器件相比，本发明提供的横向高压功率器件在相同芯片面积的情况下具有更小的导通电阻（或在相同的导通能力的情况下具有更小的芯片面积）。本发明可应用于消费电子、显示驱动等多种产品中。

主权项

一种超低比导通电阻的横向高压功率器件制造方法，包括以下步骤：第一步：采用光刻和离子注入工艺在第一导电类型半导体衬底(1)中注入第二导电类型半导体，并扩散形成第二导电类型半导体漂移区(2)；所述第一导电类型半导体衬底(1)的电阻率为10～200欧姆·厘米，第二导电类型半导体漂移区(2)的注入剂量为1E12cm^‑2～5E12cm^‑2；第二步：采用光刻和离子注入工艺，在第一导电类型半导体衬底(1)中注入第一导电类型半导体，形成第一导电类型半导体体区(6)；所述第一导电类型半导体体区(6)在器件横向方向上与第二导电类型半导体漂移区(2)并排相连；所述第一导电类型半导体体区(6)的注入剂量为1E12cm^‑2～5E13cm^‑2；第三步：采用光刻和离子注入工艺，在第二导电类型半导体漂移区(2)中注入第一导电类型半导体形成第一导电类型半导体降场层(3)，同时在第一导电类型半导体体区(6)下方的第一导电类型半导体衬底(1)中形成第一导电类型半导体埋层(4)；所述第一导电类型半导体降场层(3)和第一导电类型半导体埋层(4)的注入剂量为1E12～1E13cm^‑2；第四步：采用光刻和离子注入工艺，在第二导电类型半导体漂移区(2)中注入第二导电类型半导体形成第二导电类型半导体重掺杂层(5)；所述第二导电类型半导体重掺杂层(5)位于第一导电类型半导体降场层(3)上表面；所述第二导电类型半导体重掺杂层(5)的注入剂量为1E12cm^‑2～1E13cm^‑2；第五步：在器件表面形成场氧化层(7)；第六步：光刻场氧化层(7)，露出第一导电类型半导体体区(6)和第二导电类型半导体漂移区(2)的漏极注入区，然后在第一导电类型半导体体区(6)表面淀积栅氧化层(8)，所述栅氧化层(8)的厚度为7nm～100nm；第七步：光刻栅氧化层(8)，露出第一导电类型半导体体区(6)的源极注入区，然后在栅氧化层(8)表面淀积多晶硅栅电极(9)，所述多晶硅栅电极(9)的方块电阻值为10～40欧姆/方块；第八步：采用光刻和离子注入工艺，在第二导电类型半导体漂移区(2)的漏极注入区注入第二导电类型半导体形成第二导电类型半导体漏区(10)，在第一导电类型半导体体区(6)的源极注入区注入第二导电类型半导体形成第二导电类型半导体源区(11)，并注入第一导电类型半导体形成第一导电类型半导体体接触区(12)；所述第二导电类型半导体漏区(10)、第二导电类型半导体源区(11)和第一导电类型半导体体接触区(12)的注入剂量为1E15cm^‑2～2E16cm^‑2；第九步：淀积形成金属前介质(13)；第十步：光刻金属前介质(13)，露出第二导电类型半导体漏区(10)、第二导电类型半导体源区(11)和第一导电类型半导体体接触区(12)；然后在第二导电类型半导体漏区(10)表面淀积漏极金属(15)，在第二导电类型半导体源区(11)和第一导电类型半导体体接触区(12)表面淀积源极金属(14)；通过离子注入工艺形成第二导电类型半导体重掺杂层(5)，其注入窗口和第一导电类型半导体降场层(3)的注入窗口相同或不相同；所述第二导电类型半导体重掺杂层(5)的注入窗口由多个较小的注入窗口组成，多个较小的注入窗口大小相同，但间距不同，随着向第二导电类型半导体漏区(10)靠近，相邻两个小窗口之间的间距逐渐减小。