[发明专利]一种高保持电压硅控整流器及制备方法

说明书

本发明提供一种高保持电压硅控整流器及制备方法，通过在外延层位于第一阱区内部的表面包围高掺杂区，同时降低第一阱区的浓度，使得器件具有高的保持电压，同时降低外延层与高掺杂区的击穿电压，从而降低器件触发电压，提升器件性能。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺领域，尤其涉及一种硅控整流器制造工艺领域。

背景技术

静电放电防护器件主要分为二极管、金属-氧化物-半导体场效应晶体管和硅控整流器结构，硅控整流器结构有着最高的静电放电防护效率，但因为硅控整流器易发生静电放电防护失效和闩锁效应，使得普通的硅控整流器结构一般不能直接用于集成电路的静电放电防护，需要针对不同电路的工作环境和工作电压，对硅控整流器结构进行相应的改进设计。

低压触发的硅控整流器就是硅控整流器结构的一种改进结构，其结构特点是在硅控整流器中内嵌了一个栅极接地N型金属-氧化物-半导体场效应晶体管的结构，带来的好处是触发电压的大幅度降低。然而当电路外部高压静电消失后，整个硅控整流器组件必须要马上关断，否则闩锁效应会持续存在，这样外部的压降就无法落在电路上，从而导致电路无法工作，也即，硅控整流器组件需要有高的保持电压。通常的做法是增加P阱横向的尺寸或降低P阱的掺杂浓度，就是为了提高P阱电阻，但是增加尺寸会带来芯片面积的浪费，降低浓度会大幅提升N-P结的击穿电压，也即器件的触发电压过高，从而失效。

发明内容

本发明提供一种高保持电压硅控整流器及制备方法，提高硅控整流器的保持电压，同时降低器件击穿电压，降低器件触发电压，提升器件性能。

一方面，本发明提供一种高保持电压硅控整流器，包括：

第一导电类型的衬底；

第一导电类型的第一阱区和第二导电类型的第二阱区，所述第一阱区和所述第二阱区注入形成于所述衬底；

栅极结构，所述栅极结构形成于所述第一阱区上；

第一导电类型的第一掺杂区和第二导电类型的第二掺杂区，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区注入形成于所述第二阱区，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区两侧形成有隔离区；

第二导电类型的外延层，所述外延层形成于所述第一阱区和所述第二阱区的交界处，所述外延层一端与位于所述第二阱区的隔离区连接，所述外延层另一端与所述栅极结构连接；

第一导电类型的第三掺杂区和第二导电类型的第四掺杂区，所述第三掺杂区和所述第四掺杂区注入形成于所述第一阱区，所述第三掺杂区两侧形成有隔离区，所述第四掺杂区与所述栅极结构连接；

第一导电类型的高掺杂区，所述高掺杂区位于所述第四掺杂区和所述外延层之间，所述高掺杂区包围所述外延层位于所述第一阱区的表面；

其中，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区与电流输入端连接，所述栅极结构和所述第三掺杂区与接地端连接。

另一方面，本发明提供一种高保持电压硅控整流器制备方法，包括：

提供第一导电类型的衬底；

在所述衬底注入形成第一导电类型的第一阱区和第二导电类型的第二阱区；

在所述第一阱区和所述第二阱区刻蚀形成多个间隔排列的隔离区；

在所述第一阱区注入扩散形成第一导电类型的高掺杂区，所述高掺杂区与所述隔离区和所述第一阱区边界连接；

在所述第二阱区的隔离区之间注入形成第一导电类型的第一掺杂区和第二导电类型的第二掺杂区；

在所述第一阱区的隔离区之间注入形成第一导电类型的第三掺杂区；