半导体器件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种半导体器件，包括电极层；半导体层，与电极层层叠设置，半导体层包括相接触设置的N型区和P型区，P型区包括氟化铝分解的受主杂质铝离子，半导体层在第一方向上具有相对的第一表面和第二表面，P型区由第一表面向第二表面方向延伸预定距离形成，预定距离为0μm～500μm且不包含0的端点，铝离子浓度在P型区的深度方向上递减形成缓变的受主杂质梯度，同一梯度的P型区中的铝离子均匀分布；N型区和P型区的接触面形成PN结。本实用新型专利技术提供的半导体器件具有较高的击穿电压，受主杂质分布更均匀。

semiconductor device

【技术实现步骤摘要】
半导体器件
本技术涉及半导体器件
，尤其是涉及一种新的半导体器件。
技术介绍
在现有的半导体器件中，B(硼，三族元素)元素作为主要的受主杂质用于形成半导体器件或者电路中的PN结，形成的半导体器件或电路具有相应的功能。随着半导体器件对击穿电压的较高要求，研究表明有均匀分布的受主杂质的半导体器件非常重要。
技术实现思路
本技术实施例提供一种半导体器件包含有均匀分布的受主杂质，具有较高的击穿电压。针对上述问题，根据本技术实施例提供一种半导体器件，电极层；半导体层，与电极层层叠设置，半导体层包括相接触设置的N型区和P型区，P型区包括氟化铝分解的受主杂质铝离子，半导体层在第一方向上具有相对的第一表面和第二表面，P型区由第一表面向第二表面方向延伸预定距离形成，预定距离为0μm～500μm且不包含0的端点，铝离子浓度在P型区的深度方向上递减形成缓变的受主杂质浓度梯度，同一梯度的P型区中的铝离子均匀分布；N型区和P型区的接触面形成PN结。根据本技术一方面，氟化铝为粉末状。根据本技术一方面，铝离子在半导体层中的浓度范围是1×e13cm-3～1×e20cm-3。根据本技术一方面，预定距离为100μm～200μm。根据本技术一方面，预定距离大于200μm，在P型区内距离第一表面相距100μm～200μm的厚度范围内铝离子的浓度范围是1×e13cm-3～1×e16cm-3。根据本技术一方面，受主杂质在N-型衬底内的掺杂浓度随掺杂深度平滑递减。根据本技术一方面，半导体器件为二极管，包括第一阳极P+掺杂层，第一阳极P+掺杂层中包含有氟化铝分解的受主杂质铝离子，铝离子浓度在第一阳极P+掺杂层的深度方向上递减形成缓变的受主杂质浓度梯度，同一梯度的第一阳极P+掺杂层中的铝离子均匀分布。根据本技术一方面，半导体器件为三极管，包括第一P基区，第一P基区中包含有氟化铝分解的受主杂质铝离子，铝离子浓度在第一P基区的深度方向上递减形成缓变的受主杂质浓度梯度，同一梯度的第一P基区中的铝离子均匀分布。根据本技术一方面，半导体器件为MOS管，包括第二P基区，第二P基区中包含有氟化铝分解的受主杂质铝离子，铝离子浓度在第二P基区的深度方向上递减形成缓变的受主杂质浓度梯度，同一梯度的第二P基区中的铝离子均匀分布。根据本技术一方面，半导体器件为晶闸管，包括第三P基区，第三P基区中包含有氟化铝分解的受主杂质铝离子，铝离子浓度在第三P基区的深度方向上递减形成缓变的受主杂质浓度梯度，同一梯度的第三P基区中的铝离子均匀分布。本技术实施例提供的半导体器件中掺杂的有较深的受主杂质结深，且受主杂质的原料为氟化铝。在采用气化工艺的条件下，氟化铝作为受主杂质原料时能在N型衬底上具有较高的扩散速率，从而使得在较短的工艺扩散时间内就能够获得获得较深的PN结深，降低工艺成本，同时氟化铝作为受主杂质原料时形成的半导体器件在高压条件下，该半导体器件内部电场更加均匀，进而使半导体器件具有更高的击穿电压。附图说明下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一个实施例的半导体器件的整体结构示意图；图2是在相同工艺条件下，本技术一个实施例的半导体器件与B元素或纯Al元素气化后作为受主杂质扩散源形成的半导体器件的对比图；图3是本技术的一个实施例与B元素或纯铝元素在完全相同的工艺条件下扩散形成的受主杂质的掺杂浓度-扩散结深坐标对比图。图4是本技术一个实施例的二极管的整体结构示意图；图5是本技术另一个实施例的三极管的整体结构示意图；图6是本技术另一个实施例的MOS管的整体结构示意图；图7是本技术另一个实施例的晶闸管的整体结构示意图；图8是本技术一个实施例的半导体器件制造方法800的流程图。标记说明：其中：100-电极层；200-半导体层；210-N型区；220-P型区；230-第一表面；240-第二表面；10-二极管；11-阳极金属电极；12-第一Oxide层；13-第一阳极P+掺杂层；14-N-型衬底；15-阴极N+掺杂层；16-阴极金属电极；20-三极管；21-N发射区；22-第一P基区；23-N集电区；24-集电极；25-基极；26-发射集；30-MOS管；31-第一电极层；32-N+型衬底；33-第一N-型漂移区；34-源极结构；341-第二P基区；342-第一N+掺杂区；35-第二电极层；351-源电极；352-栅极；353-氧化层；40-晶闸管；41-第三电极层；411-门极；412-阴极；42-第二N+掺杂区；43-第三P基区；44-第二N-型漂移区；45-第二阳极P+掺杂层；46-阳极；47-第二Oxide层。具体实施方式下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本技术，用于示例性的说明本技术的原理，并不被配置为限定本技术。另外，附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如，可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸，以帮助对本技术实施例的理解。下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本技术实施例的具体结构进行限定。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有说明，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域技术人员来说，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更好的理解。下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本技术实施例具体结构进行限定。图1是根据本技术的一个实施例的半导体器件的整体结构示意图。如图1所示，本实施例提供的半导体器件包括电极层100和半导体层200，半导体层200与电极层100层叠设置，半导体层200包括相接触设置的N型区210和P型区220，N型层210和P型区220的接触面形成PN结；其中，P型区220包括含有氟化铝(AluminiumFluoride，AlF3)分解的受主杂质。氟化铝呈粉末状，粉末状的氟化铝在气化后作为受主杂质扩散源在N型衬底上扩散形成包含受主杂质的P型区220。粉末状的受主杂质能够有效缩短气化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：电极层(100)；半导体层(200)，与所述电极层(100)层叠设置，所述半导体层(200)包括相接触设置的N型区(210)和P型区(220)，所述P型区(220)包括氟化铝分解的受主杂质铝离子，所述半导体层在第一方向上具有相对的第一表面(230)和第二表面(240)，所述P型区由所述第一表面(230)向所述第二表面(240)方向延伸预定距离形成，所述预定距离为0μm～500μm且不包含0的端点，所述铝离子浓度在所述P型区的深度方向上递减形成缓变的受主杂质浓度梯度，同一梯度的所述P型区中的铝离子均匀分布；所述N型区(210)和P型区(220)的接触面形成PN结。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：电极层(100)；半导体层(200)，与所述电极层(100)层叠设置，所述半导体层(200)包括相接触设置的N型区(210)和P型区(220)，所述P型区(220)包括氟化铝分解的受主杂质铝离子，所述半导体层在第一方向上具有相对的第一表面(230)和第二表面(240)，所述P型区由所述第一表面(230)向所述第二表面(240)方向延伸预定距离形成，所述预定距离为0μm～500μm且不包含0的端点，所述铝离子浓度在所述P型区的深度方向上递减形成缓变的受主杂质浓度梯度，同一梯度的所述P型区中的铝离子均匀分布；所述N型区(210)和P型区(220)的接触面形成PN结。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述氟化铝为粉末状。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述铝离子在所述半导体层(200)中的浓度范围是1×e13cm-3～1×e20cm-3。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述预定距离为100μm～200μm。5.根据权利要求4所述的半导体器件，其特征在于，所述预定距离大于200μm，在所述P型区(220)内距离所述第一表面(230)相距100μm～200μm的厚度范围内所述铝离子的浓度范围是1×e13cm-3～1×e16cm-3。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述受主杂质在所述P型区(220)内的掺杂浓度随掺杂深度平滑递...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄玉恩，尹江龙，章剑锋，颜发明，
申请(专利权)人：瑞能半导体科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江西,36