[发明专利]可控硅结构及其制造方法

说明书

一种可控硅结构及其制造方法，包括台面沟槽以及位于台面沟槽底部的环绕保护层，环绕保护层的掺杂类型为与基区掺杂类型对应的N型掺杂或P型掺杂，且环绕保护层的掺杂浓度大于基区的掺杂浓度，由于台面型可控硅器件中的过宽的台面宽度影响了可控硅器件通流区的面积，通过在腐蚀去除的末端设置了环绕保护层，环绕保护层为高浓度的扩散层，该高浓度的扩散层能够压缩电场在低掺杂区的展宽，从而可以缩窄台面的宽度，从而提高晶圆有效面积的利用率，以达到降低器件制造成本的目的。

技术领域

本发明涉及电力半导体器件领域，具体涉及一种可控硅结构及其制造方法。

背景技术

可控硅广泛应用于交流无触点开关、家用电器控制电路、工业控制等领域。

目前可控硅产品生产主要采用台面工艺，工艺流程如：在最大尺寸为4 寸的晶圆上进行掩蔽氧化层生长，而后对其做隔离对穿扩散，然后进行基区、发射区扩散；发射区完成后需要在正面隔离与基区之间腐蚀出一个深达50μm 以上，超过150μm 宽的槽，在槽内手工涂布一层玻璃胶，并经过高温烧结形成保护层，最终做完铝层及背面工艺，形成4层PNPN结构可控硅。由于台面工艺需要腐蚀的沟槽一般深度超过50μm，宽度超过150μm，宽度越宽越能使得台面中的漏电流越小，目的是起到足够耐压保护的作用，但是，会造成台面表面宽度过宽，影响了器件通流区的面积，这使得在同样大的晶圆上所能制作的器件数量减小，即其利用率减小，增大了器件制造的成本。

因此，需要提供一种可控硅器件结构，使得晶圆面积的利用率提高，降低器件制造成本。

发明内容

本发明提供一种可控硅器件结构，能够使得晶圆面积的利用率提高的同时，可以缩小台面宽度，从而提高晶圆面积的利用率，以达到降低器件制造成本的目的。

根据第一方面，一种实施例中提供一种可控硅结构，包括：

基区，所述基区为N型掺杂或P型掺杂，所述基区具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；

第一注入区，位于所述基区的第一表面，所述第一注入区为与所述基区掺杂类型对应，为P型掺杂或N型掺杂；

第二注入区，位于所述基区的第二表面，所述第二注入区为与所述基区掺杂类型对应，为P型掺杂或N型掺杂；

第三注入区，位于所述第二注入区的部分表面，所述第三注入区掺杂类型与所述第二注入区掺杂类型对应，为N型掺杂或P型掺杂；

所述第一注入区的表面上设有阳极电极，所述第二注入区的其余部分表面上设有门极电极，所述第三注入区的表面设有阴极电极，所述门极电极与所述阴极电极之间绝缘；

台面沟槽，所述台面沟槽环绕所述门极电极以及所述阴极电极的外围设置，或者，环绕所述阳极电极的外围设置，所述台面沟槽的深度伸入所述基区内；

以及位于所述台面沟槽底部的环绕保护层，所述环绕保护层的掺杂类型为与所述基区掺杂类型相同，为N型掺杂或P型掺杂，且所述环绕保护层的掺杂浓度大于所述基区的掺杂浓度。

一些实施例中，所述环绕保护层的掺杂浓度以及深度与所述第三注入区的浓度以及深度一致。

一些实施例中，所述台面沟槽上还具有钝化层。

一些实施例中，所述第三注入区中具有多个短路点。

根据第二方面，一种实施例中提供一种可控硅结构的制造方法，包括：

选取合适的硅片，并定义出芯片区和隔离区，所述硅片为第一掺杂类型，所述第一掺杂类型为N型掺杂或P型掺杂，所述硅片具有第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面；