本實用新型涉及功率半導體電力電子器件技術領域，具體是一種帶有外延調制區(qū)的半導體裝置。

背景技術：

高電壓、大功率、縱向結構的肖特基整流器、超勢壘整流器、功率MOS、功率FRD等功率半導體電力電子器件，廣泛應用于功率轉換器和電源中。對于功率半導體電力電子器件，不斷降低正向導通壓降、提高電流密度、提高可靠性要求成為器件發(fā)展的重要趨勢。

傳統(tǒng)縱向結構的肖特基整流器、超勢壘整流器、功率MOS、功率FRD等功率半導體電力電子器件通常采用在高濃度襯底上形成一層低濃度的外延層作為耐受電壓的載體，同時該外延層也貢獻了導通電阻的絕大部分，因此進一步降低正向導通壓降受到限制。對于大功率縱向結構的電力電子器件，終端耐壓結構通常采用保護環(huán)和場板的方式，其面積遠遠小于有源區(qū)，由于曲率效應，終端耐壓結構的提前擊穿會進一步降低器件的可靠性。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術中，正向導通壓降高、電流密度低、可靠性不足等問題。

為實現(xiàn)本實用新型目的而采用的技術方案是這樣的，一種帶有外延調制區(qū)的半導體裝置，其特征在于：包括重摻雜第一導電類型襯底層、輕摻雜第一導電類型外延層、第二導電類型保護環(huán)區(qū)、第一導電類型外延調制區(qū)和場介質層。

所述輕摻雜第一導電類型外延層覆蓋于重摻雜第一導電類型襯底層之上。

所述第二導電類型保護環(huán)區(qū)覆蓋于輕摻雜第一導電類型外延層之上的部分表面。

所述第一導電類型外延調制區(qū)浮空于輕摻雜第一導電類型外延層之中。

所述場介質層覆蓋于輕摻雜第一導電類型外延層之上的部分表面。

進一步，所述第二導電類型保護環(huán)區(qū)為閉合狀的環(huán)形結構。環(huán)形包圍的中間區(qū)域為有源區(qū)。

進一步，所述場介質層位于有源區(qū)外部。所述第一導電類型外延調制區(qū)位于有源區(qū)內部。

進一步，所述第一導電類型外延調制區(qū)為獨立的一個連通區(qū)域或是多個獨立的連通區(qū)域。

所述第一導電類型外延調制區(qū)與第二導電類型保護環(huán)區(qū)不接觸。

進一步，所述場介質層還覆蓋于第二導電類型保護環(huán)區(qū)之上的部分表面。

值得說明的是，在不影響所述一種帶有外延調制區(qū)的半導體裝置結構的前提下，上述制造方法可以根據(jù)實際生產(chǎn)工藝進行適當調整。

本實用新型的技術效果是毋庸置疑的，本實用新型能夠進一步提高肖特基整流器、超勢壘整流器、功率MOS、功率FRD等功率半導體電力電子器件的性能，具有降低正向導通壓降、提高電流密度、提高可靠性等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的新裝置1剖面結構示意圖；

圖2為本實用新型實施例的新裝置2剖面結構示意圖；

圖中：包括重摻雜第一導電類型襯底層10、輕摻雜第一導電類型外延層20、第二導電類型保護環(huán)區(qū)21、第一導電類型外延調制區(qū)22和場介質層30。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型作進一步說明，但不應該理解為本實用新型上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術思想的情況下，根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本實用新型的保護范圍內。

實施例1：

如圖1所示，對于100V的肖特基整流器應用，本實施例制作的一種帶有外延調制區(qū)的半導體裝置，其特征在于：包括N+型襯底層10、N型外延層20、P+型保護環(huán)區(qū)21、N型外延調制區(qū)22和場介質層30。第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。

所述N型外延層20覆蓋于N+型襯底層10之上；所述N+型襯底層10為摻雜濃度19次方以上的砷雜質襯底；所述N型外延層20為雜質濃度2×10¹⁵cm^-3的磷雜質外延層；

所述P型保護環(huán)區(qū)21覆蓋在N型外延層20的部分區(qū)域。P型保護環(huán)區(qū)21是閉合的環(huán)形結構，其環(huán)繞的中間區(qū)域稱為有源區(qū)。所述P型保護環(huán)區(qū)21采用劑量3×10¹³cm^-2的硼注入后1100度退火形成；

所述N型外延調制區(qū)22浮空于N型外延層20之中；所述N型外延調制區(qū)注入采用劑量3×10¹³cm^-2、能量60KeV的磷注入。所述N型外延調制區(qū)22是獨立的一個連通區(qū)域；所述N型外延調制區(qū)22位于有源區(qū)之內；所述N型外延調制區(qū)22與P型保護環(huán)區(qū)21不接觸；

所述場介質層30覆蓋于N型外延層20之上的部分表面。所述場介質層30位于有源區(qū)外。所述場介質層30還覆蓋于P型保護環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述場介質層30與N型外延調制區(qū)22不接觸。所述場介質層30約1微米。

根據(jù)本實施例制作所得的100V肖特基整流器具有低正向導通壓降、高電流密度、高可靠性等優(yōu)點。

實施例2：

如圖2所示，對于100V的肖特基整流器應用，本實施例制作的一種帶有外延調制區(qū)的半導體裝置，其特征在于：包括N+型襯底層10、N型外延層20、P+型保護環(huán)區(qū)21、N型外延調制區(qū)22和場介質層30。第一導電類型為N型，第二導電類型為P型。

所述N型外延層20覆蓋于N+型襯底層10之上；所述N+型襯底層10為摻雜濃度19次方以上的砷雜質襯底；所述N型外延層20為雜質濃度2×10¹⁵cm^-3的磷雜質外延層；

所述P型保護環(huán)區(qū)21覆蓋在N型外延層20的部分區(qū)域。P型保護環(huán)區(qū)21是閉合的環(huán)形結構，其環(huán)繞的中間區(qū)域稱為有源區(qū)。所述P型保護環(huán)區(qū)21采用劑量3×10¹³cm^-2的硼注入后1100度退火形成；

所述N型外延調制區(qū)22浮空于N型外延層20之中；所述N型外延調制區(qū)注入采用劑量3×10¹³cm^-2、能量60KeV的磷注入。所述N型外延調制區(qū)22明顯的是多個獨立的連通區(qū)域；所述N型外延調制區(qū)22位于有源區(qū)之內；所述N型外延調制區(qū)22與P型保護環(huán)區(qū)21不接觸；

所述場介質層30覆蓋于N型外延層20之上的部分表面。所述場介質層30位于有源區(qū)外。所述場介質層30還覆蓋于P型保護環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述場介質層30與N型外延調制區(qū)22不接觸。所述場介質層30約1微米。

根據(jù)本實施例制作所得的100V肖特基整流器具有低正向導通壓降、高電流密度、高可靠性等優(yōu)點。