專利名稱：具結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件及該結(jié)構(gòu)的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造エ藝，特別是涉及一種結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，還涉及ー種具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件。
背景技術：
結(jié)終端擴展(JunctionTermination Extension, JTE)技術最早由 V. Temple 提出，這種技術最初是在PN結(jié)的一定區(qū)域內(nèi)注入薄層雜質(zhì)，但這一方法對目前采用平面エ藝制造的平面結(jié)器件作用不大，原因是注入?yún)^(qū)域太薄，無法有 效改善結(jié)彎曲處的電場分布。因此，傳統(tǒng)的結(jié)終端擴展區(qū)的結(jié)深均大于或等于主結(jié)的結(jié)深。為了實現(xiàn)擴展區(qū)結(jié)深大于主結(jié)結(jié)深，再加上擴展區(qū)濃度小、雜質(zhì)擴散速度慢，傳統(tǒng)技術必須在制作主結(jié)之前先完成擴展區(qū)不少于一次的光刻、注入、擴散和氧化，之后再完成主結(jié)制作。這樣做成本較高，流程時間長，并且因為要進行兩次高溫擴散，對產(chǎn)品的可靠性不利。圖IA 圖IE是ー種傳統(tǒng)的結(jié)終端擴展技術在制造過程中器件的剖面示意圖，該結(jié)終端擴展技術主要包括下列步驟擴展區(qū)光刻一一擴展區(qū)離子注入——擴展區(qū)擴散一一表面氧化一一主結(jié)光刻一一主結(jié)離子注入一主結(jié)擴散、擴展區(qū)再擴散。圖IA為完成擴展區(qū)光刻一一擴展區(qū)離子注入步驟后器件的剖面示意圖，圖IB為完成擴展區(qū)擴散步驟后器件的剖面示意圖，圖IC為完成表面氧化步驟后器件的剖面示意圖，圖ID為完成主結(jié)光刻一一主結(jié)離子注入步驟后器件的剖面示意圖，圖IE為完成主結(jié)擴散、擴展區(qū)再擴散步驟后器件的剖面示意圖。圖IA 圖IE中標號的含義如下擴展區(qū)20、氧化層30、主結(jié)40。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對傳統(tǒng)的結(jié)終端擴展技術需要的步驟較多，導致成本高、生產(chǎn)效率低的問題，提供ー種結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法。一種結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下列步驟在晶圓管芯的終端結(jié)構(gòu)上進行主結(jié)光刻，露出主結(jié)的注入窗ロ ；通過所述主結(jié)的注入窗ロ對所述終端結(jié)構(gòu)進行離子注入形成主結(jié)；在所述終端結(jié)構(gòu)上進行擴展區(qū)光刻，形成擴展區(qū)的注入窗ロ ；所述主結(jié)的注入窗ロ位于所述擴展區(qū)的注入窗口內(nèi)；通過所述擴展區(qū)的注入窗ロ對所述終端結(jié)構(gòu)再次進行離子注入形成擴展區(qū)；對所述主結(jié)和擴展區(qū)進行擴散，擴散后的主結(jié)結(jié)深大于擴散后的擴展區(qū)結(jié)深。在其中一個實施例中，擴散后的擴展區(qū)的雜質(zhì)濃度為擴散后的主結(jié)的雜質(zhì)濃度的1%0 1%。在其中一個實施例中，所述擴散后的擴展區(qū)的雜質(zhì)濃度為擴散后的主結(jié)的雜質(zhì)濃度的5%0。在其中一個實施例中，兩次所述離子注入的注入能量為60千電子伏。
在其中一個實施例中，擴展區(qū)離子注入的注入劑量為2. 5*1012 6. 0*1012/cm2。在其中一個實施例中，主結(jié)結(jié)深為17 19微米，擴展區(qū)結(jié)深為15 18微米。在其中一個實施例中，擴散后的所述擴展區(qū)位于所述擴散后的主結(jié)的外側(cè)。還有必要提供ー種具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件。ー種具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件，包括終端結(jié)構(gòu)，所述終端結(jié)構(gòu)包括主結(jié)和擴展區(qū)，所述擴展區(qū)位于所述主結(jié)的外側(cè)，主結(jié)結(jié)深大于擴展區(qū)結(jié)深。在其中一個實施例中，所述擴展區(qū)的雜質(zhì)濃度為所述主結(jié)的雜質(zhì)濃度的5%。。在其中一個實施例中，主結(jié)結(jié)深為17 19微米，擴 展區(qū)結(jié)深為15 18微米。上述結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，相對于傳統(tǒng)技術減少了一次擴展區(qū)的擴散及表面氧化的步驟，能夠節(jié)省成本，且因縮短了整個制造流程的總時間而提高了生產(chǎn)效率。同時由于減少了一次高溫擴散的步驟，器件的可靠性得到進ー步保障。本發(fā)明的制造流程先形成主結(jié)再形成擴展區(qū)，從源頭上消除了主結(jié)高濃度注入時可能對擴展區(qū)濃度的影響。


圖IA 圖IE是ー種傳統(tǒng)的結(jié)終端擴展技術在制造過程中器件的剖面示意圖；圖2是ー實施例中結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖；圖3A 圖3C是ー實施例中具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件在制造過程中的剖面示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。圖2是ー實施例中結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖，包括下列步驟S11，在晶圓管芯的終端結(jié)構(gòu)上進行主結(jié)光刻，露出主結(jié)的注入窗ロ。管芯包括有源區(qū)(AA)和終端結(jié)構(gòu)。光刻可以采用本領域習知的光刻方法，光刻后未被掩膜(mask)阻擋的部分形成主結(jié)的注入窗ロ。S12，通過主結(jié)的注入窗ロ對終端結(jié)構(gòu)進行離子注入形成主結(jié)。在其中一個實施例中，步驟S12中離子注入能量為60千電子伏。S13，在終端結(jié)構(gòu)上進行擴展區(qū)光刻，形成擴展區(qū)的注入窗ロ。主結(jié)的注入窗ロ應位于擴展區(qū)的注入窗口內(nèi)。在一個實施例中，擴展區(qū)的注入窗ロ為環(huán)形，主結(jié)的注入窗ロ位于環(huán)形內(nèi)且其外圍緊貼環(huán)形的內(nèi)環(huán)。在另ー個實施例中，擴展區(qū)的注入窗ロ也可以是實心的結(jié)構(gòu)(即包括環(huán)和環(huán)內(nèi)的部分)，主結(jié)的注入窗ロ位于該實心結(jié)構(gòu)內(nèi)。這樣在步驟S14中就可以保證擴展區(qū)將主結(jié)包圍。S14，通過擴展區(qū)的注入窗ロ對終端結(jié)構(gòu)再次進行離子注入形成擴展區(qū)。擴展區(qū)的注入劑量應遠小于主結(jié)的注入劑量。在其中一個實施例中，步驟S14中離子注入能量為60千電子伏，注入劑量為2. 5*1012飛.0*1012/cm2。S15，對主結(jié)和擴展區(qū)進行擴散。同時對主結(jié)和擴展區(qū)進行高溫擴散，由于主結(jié)的雜質(zhì)濃度遠大于擴展區(qū)的雜質(zhì)濃度，因此擴散后的主結(jié)結(jié)深大于擴散后的擴展區(qū)結(jié)深。上述結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，相對于傳統(tǒng)技術減少了一次擴展區(qū)的擴散及表面氧化的步驟，能夠節(jié)省成本，且因縮短了整個制造流程的總耗時而提高了生產(chǎn)效率。同時由于減少了一次高溫擴散的步驟，器件的可靠性得到進ー步保障。本發(fā)明的制造流程先形成主結(jié)再形成擴展區(qū)，從源頭上消除了主結(jié)高濃度注入時可能對擴展區(qū)濃度的影響。在其中一個實施例中，擴散后的擴展區(qū)的雜質(zhì)濃度為擴散后的主結(jié)的雜質(zhì)濃度的1%。 1%，優(yōu)選為5%。左右。請參見圖3C，從剖視圖上看，擴散后的擴展區(qū)21位于擴散后的主結(jié)41的兩側(cè)；而從俯視圖來看，擴散后的擴展區(qū)21包圍擴散后的主結(jié)41(俯視圖未示出)，例如主結(jié)41可以是田徑場內(nèi)的足球場形狀，擴展區(qū)21為包圍主球場的跑道形狀。主結(jié)結(jié)深為17 19微米，擴展區(qū)結(jié)深為15 18微米。本發(fā)明還提供ー種具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器 件，圖3A 圖3C是ー實施例中具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件在制造過程中的剖面示意圖，其中圖3A是步驟S12完成后的剖面示意圖，圖3B是步驟S 14完成后的剖面示意圖，圖3C是步驟S15完成后的剖面示意圖。請參見圖3C，該具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件包括有源區(qū)和終端結(jié)構(gòu)，終端結(jié)構(gòu)包括主結(jié)41和擴展區(qū)21，擴展區(qū)21位于主結(jié)41的外側(cè)，主結(jié)結(jié)深大于擴展區(qū)結(jié)深。在其中一個實施例中，主結(jié)結(jié)深為17 19微米，擴展區(qū)結(jié)深為15 18微米。具有上述結(jié)構(gòu)的器件可以滿足700伏特的耐壓指標要求。在其中一個實施例中，擴展區(qū)21的雜質(zhì)濃度為主結(jié)41的雜質(zhì)濃度的1%。 1%，優(yōu)選為5%。左右。擴展區(qū)21位于主結(jié)41的外側(cè)。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下列步驟 在晶圓管芯的終端結(jié)構(gòu)上進行主結(jié)光刻，露出主結(jié)的注入窗ロ ； 通過所述主結(jié)的注入窗ロ對所述終端結(jié)構(gòu)進行離子注入形成主結(jié)； 在所述終端結(jié)構(gòu)上進行擴展區(qū)光刻，形成擴展區(qū)的注入窗ロ ；所述主結(jié)的注入窗ロ位于所述擴展區(qū)的注入窗口內(nèi)； 通過所述擴展區(qū)的注入窗ロ對所述終端結(jié)構(gòu)再次進行離子注入形成擴展區(qū)； 對所述主結(jié)和擴展區(qū)進行擴散，擴散后的主結(jié)結(jié)深大于擴散后的擴展區(qū)結(jié)深。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，擴散后的擴展區(qū)的雜質(zhì)濃度為擴散后的主結(jié)的雜質(zhì)濃度的I %。 1%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，所述擴散后的擴展區(qū)的雜質(zhì)濃度為擴散后的主結(jié)的雜質(zhì)濃度的5%。。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，兩次所述離子注入的注入能量均為60千電子伏。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，擴展區(qū)離子注入的注入劑量為2. 5*1012 6. 0*1012/cm2o
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，主結(jié)結(jié)深為17 19微米，擴展區(qū)結(jié)深為15 18微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，擴散后的所述擴展區(qū)位于所述擴散后的主結(jié)的外側(cè)。
8.ー種具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件，包括終端結(jié)構(gòu)，所述終端結(jié)構(gòu)包括主結(jié)和擴展區(qū)，其特征在于，所述擴展區(qū)位于所述主結(jié)的外側(cè)，主結(jié)結(jié)深大于擴展區(qū)結(jié)深。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件，其特征在于，所述擴展區(qū)的雜質(zhì)濃度為所述主結(jié)的雜質(zhì)濃度的5%。。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件，其特征在干，主結(jié)結(jié)深為17 19微米，擴展區(qū)結(jié)深為15 18微米。
全文摘要
具結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件及該結(jié)構(gòu)的制造方法。本發(fā)明涉及一種結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下列步驟在晶圓管芯的終端結(jié)構(gòu)上進行主結(jié)光刻；對終端結(jié)構(gòu)進行離子注入形成主結(jié)；在終端結(jié)構(gòu)上進行擴展區(qū)光刻，主結(jié)的注入窗口位于擴展區(qū)的注入窗口內(nèi)；對終端結(jié)構(gòu)再次進行離子注入形成擴展區(qū)；對主結(jié)和擴展區(qū)進行擴散，擴散后的主結(jié)結(jié)深大于擴展區(qū)結(jié)深。本發(fā)明還涉及一種具有結(jié)終端擴展結(jié)構(gòu)的功率半導體器件。本發(fā)明相對于傳統(tǒng)技術減少了一次擴展區(qū)的擴散及表面氧化的步驟，能夠節(jié)省成本，且因縮短了整個制造流程的總時間而提高了生產(chǎn)效率。同時由于減少了一次高溫擴散的步驟，器件的可靠性得到進一步保障。
文檔編號H01L29/36GK102768947SQ20121025329
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者周大偉, 李國延, 汪德文 申請人:深圳深愛半導體股份有限公司