【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压功率器件，尤其涉及一种电荷补偿型的高压功率器件及其形成方法。
技术介绍
参考图1，图1示出了现有技术中的一种高压MOS器件结构。该高压MOS器件100包括：MOS器件的第一掺杂区106，第一掺杂区106为N型外延区域，第一掺杂区106经由N型掺杂的衬底108由第一电极101引出，形成MOS器件的漏极；MOS器件的P型阱区102；MOS器件的N型掺杂区105，形成源区；MOS器件的P型掺杂区109，形成衬底接触区，P型阱区102和P型掺杂区109通过第二电极103短路，形成MOS器件的源极；MOS器件的栅极104；MOS器件的第二掺杂区110，为P型掺杂区，第二掺杂区110和P型阱区102相连，通过第二电极103引出。其中，第二掺杂区110和第一掺杂区106通常采用多层外延的加工方法制造形成，两者相互交替分布，构成电荷补偿区。当栅极104施加电平高于器件的阈值电压时，P型阱区102反型形成沟道，使得器件导通，电流从漏极流入，经过第一
【技术保护点】
一种高压功率器件，包括：第一掺杂区，其具有第一掺杂类型；一个或多个器件掺杂区，位于所述第一掺杂区的上表面内，该器件掺杂区具有与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型；第二掺杂类型的一个或多个第二掺杂区，所述第二掺杂区的一端与对应的器件掺杂区电接触，所述第二掺杂区的另一端纵向延伸至所述第一掺杂区内，在横向方向上，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区之间交替分布；其特征在于，所述第二掺杂区的杂质浓度随纵向深度非线性变化。
【技术特征摘要】
1.一种高压功率器件，包括：
第一掺杂区，其具有第一掺杂类型；
一个或多个器件掺杂区，位于所述第一掺杂区的上表面内，该器件掺杂区具有
与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型；
第二掺杂类型的一个或多个第二掺杂区，所述第二掺杂区的一端与对应的器件
掺杂区电接触，所述第二掺杂区的另一端纵向延伸至所述第一掺杂区内，在横向方
向上，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区之间交替分布；
其特征在于，所述第二掺杂区的杂质浓度随纵向深度非线性变化。
2.根据权利要求1所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区的总
体杂质浓度低于所述第一掺杂区的总体杂质浓度。
3.根据权利要求1所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区划分
为纵向排布的第一区域和第二区域，所述第一区域远离所述器件掺杂区，所述第二
区域靠近所述器件掺杂区，所述第二区域的杂质浓度等于所述第一掺杂区的杂质浓
度，所述第一区域划分为纵向排布的多个子区域，每一子区域具有单一的杂质浓度，
并且所述多个子区域的杂质浓度随趋于靠近所述第二区域而逐渐上升。
4.根据权利要求3所述的高压功率器件，其特征在于，所述多个子区域的补
偿匹配度沿纵向方向从-20％上升至0％，所述补偿匹配度指的是所述第一掺杂区的
杂质浓度和所述子区域的杂质浓度的比值减去1。
5.根据权利要求1所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区划分
为纵向排布的第一区域和第二区域，所述第一区域远离所述器件掺杂区，所述第二
区域靠近所述器件掺杂区，所述第一区域具有单一的杂质浓度且低于所述第一掺杂
区的杂质浓度，所述第二区域的杂质浓度等于所述第一掺杂区的杂质浓度。
6.根据权利要求5所述的高压功率器件，其特征在于，所述第一区域与所述
第一掺杂区的纵向交界面相对于横向方向的斜率为第一斜率，所述第二区域与所述
第一掺杂区的纵向交界面相对于横向方向的斜率为第二斜率，该第一斜率小于第二
斜率。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的高压功率器件，其特征在于，所述第
二掺杂区的一端直接与对应的器件掺杂区电接触，或者经由阱区与所述器件掺杂区
电接触，所述阱区包围所述器件掺杂区且具有第二掺杂类型。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的高压功率器件，其特征在于，所述高
压功率器件为MOS器件或二极管。
9.一种高压功率器件，包括：
第一掺杂区，其具有第一掺杂类型；
一个或多个器件掺杂区，位于所述第一掺杂区的上表面内，该器件掺杂区具有
与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型；
第二掺杂类型的一个或多个第二掺杂区，所述第二掺杂区的一端与对应的器件
掺杂区电接触，所述第二掺杂区的另一端纵向延伸至所述第一掺杂区内，在横向方
向上，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区之间交替分布；
其特征在于，所述第二掺杂区的总体杂质浓度低于所述第一掺杂区的总体杂质
浓度。
10.根据权利要求9所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区的杂
质浓度随纵向深度非线性变化。
11.根据权利要求9所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区划分
为纵向排布的第一区域和第二区域，所述第一区域远离所述器件掺杂区，所述第二
区域靠近所述器件掺杂区，所述第二区域的杂质浓度等于所述第一掺杂区的杂质浓
\t度，所述第一区域划分为纵向排布的多个子区域，每一子区域具有单一的杂质浓度，
并且所述多个子区域的杂质浓度随趋于靠近所述第二区域而逐渐上升。
12.根据权利要求11所述的高压功率器件，其特征在于，所述多个子区域的补
偿匹配度沿纵向方向从-20％上升至0％，所述补偿匹配度指的是所述第一掺杂区的
杂质浓度和所述子区域的杂质浓度的比值减去1。
13.根据权利要求9所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区划分
为纵向排布的第一区域和第二区域，所述第一区域远离所述器件掺杂区，所述第二
区域靠近所述器件掺杂区，所述第一区域具有单一的杂质浓度且低于所述第一掺杂
区的杂质浓度，所述第二区域的杂质浓度等于所述第一掺杂区的杂质浓度。
14.根据权利要求13所述的高压功率器件，其特征在于，所述第一区域与所述
第一掺杂区的纵向交界面相对于横向方向的斜率为第一斜率，所述第二区域与所述
第一掺杂区的纵向交界面相对于横向方向的斜率为第二斜率，该第一斜率小于第二
斜率。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的高压功率器件，其特征在于，所述第
二掺杂区的一端直接与对应的器件掺杂区电接触，或者经由阱区与所述器件掺杂区
电接触，所述阱区包围所述器件掺杂区且具有第二掺杂类型。
16.根据权利要求9至14中任一项所述的高压功率器件，其特征在于，所述高
压功率器件为MOS器件或二极管。
17.一种高压功率器件，其特征在于，包括：
第一掺杂区，其具有第一掺杂类型；
一个或多个器件掺杂区，位于所述第一掺杂区的上表面内，该器件掺杂区具有
与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型；
第二掺杂类型的一个或多个第二掺杂区，所述第二掺杂区的一端与对应的器件
\t掺杂区电接触，所述第二掺杂区的另一端纵向延伸至所述第一掺杂区内，在横向方
向上，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区之间交替分布；
其特征在于，所述第二掺杂区划分为纵向排布的第一区域和第二区域，所述第
一区域远离所述器件掺杂区，所述第二区域靠近所述器件掺杂区，所述第二区域的
杂质浓度等于所述第一掺杂区的杂质浓度，所述第一区域划分为纵向排布的多个子
区域，每一子区域具有单一的杂质浓度，并且所述多个子区域的杂质浓度随趋于靠
近所述第二区域而逐渐上升。
18.根据权利要求17所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区的总
体杂质浓度低于所述第一掺杂区的总体杂质浓度。
19.根据权利要求17所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区的杂
质浓度随纵向深度非线性变化。
20.根据权利要求17所述的高压功率器件，其特征在于，所述多个子区域的补
偿匹配度沿纵向方向从-20％上升至0％，所述补偿匹配度指的是所述第一掺杂区的
杂质浓度和所述子区域的杂质浓度的比值减去1。
21.根据权利要求17至20中任一项所述的高压功率器件，其特征在于，所述
第二掺杂区的一端直接与对应的器件掺杂区电接触，或者经由阱区与所述器件掺杂
区电接触，所述阱区包围所述器件掺杂区且具有第二掺杂类型。
22.根据权利要求17至20中任一项所述的高压功率器件，其特征在于，所述
高压功率器件为MOS器件或二极管。
23.一种高压功率器件，其特征在于，包括：
第一掺杂区，其具有第一掺杂类型；
一个或多个器件掺杂区，位于所述第一掺杂区的上表面内，该器件掺杂区具有
与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类型；
第二掺杂类型的一个或多个第二掺杂区，所述第二掺杂区的一端与对应的器件
掺杂区电接触，所述第二掺杂区的另一端纵向延伸至所述第一掺杂区内，在横向方
向上，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区之间交替分布；
其特征在于，所述第二掺杂区划分为纵向排布的第一区域和第二区域，所述第
一区域远离所述器件掺杂区，所述第二区域靠近所述器件掺杂区，所述第一区域具
有单一的杂质浓度且低于所述第一掺杂区的杂质浓度，所述第二区域的杂质浓度等
于所述第一掺杂区的杂质浓度。
24.根据权利要求23所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区的总
体杂质浓度低于所述第一掺杂区的总体杂质浓度。
25.根据权利要求23所述的高压功率器件，其特征在于，所述第二掺杂区的杂
质浓度随纵向深度非线性变化。
26.根据权利要求23所述的高压功率器件，其特征在于，所述第一区域与所述
第一掺杂区的纵向交界面相对于横向方向的斜率为第一斜率，所述第二区域与所述
第一掺杂区的纵向交界面相对于横向方向的斜率为第二斜率，该第一斜率小于第二
斜率。
27.根据权利要求23至26中任一项所述的高压功率器件，其特征在于，所述
第二掺杂区的一端直接与对应的器件掺杂区电接触，或者经由阱区与所述器件掺杂
区电接触，所述阱区包围所述器件掺杂区且具有第二掺杂类型。
28.根据权利要求23至26中任一项所述的高压功率器件，其特征在于，所述
高压功率器件为MOS器件或二极管。
29.一种高压功率器件的形成方法，其特征在于，包括：
采用多层外延工艺形成第一掺杂区以及内嵌于该第一掺杂区内的一个或多个
第二掺杂区，所述第二掺杂区的底端纵向延伸至该第一掺杂区内，所述第一掺杂区
\t具有第一掺杂类型，所述第二掺杂区具有与所述第一掺杂类型相反的第二掺杂类
型，在横向方向上，所述第二掺杂区与所述第一掺杂区之间交替分布，其中，所述
第二掺杂区的杂质浓度随纵向深度非线性变化；
采用外延工艺增加所述第一掺杂区的纵向厚度，以使所述第二掺杂区包覆在第
一掺杂区内；
对所述第二掺杂区上方的第一掺杂区进行离子注入，以形成具有第二掺杂类型
的器件掺杂区，所述第二掺杂区的顶端与所述器件掺杂区电接触。
30.根据权利要求29所述的高压功率器件的形成方法，其特征在于，所述第二
掺杂区的总体杂质浓度低于所述第一掺杂区的总体掺杂浓度。
31.根据权利要求29所述的高压功率器件的形成方法，其特征在于，在所述多
层外延工艺中的每一层外延工艺中，所述第二掺杂区的杂质浓度依次上升，直至与
所述第一掺杂区的杂质浓度相等。
32.根据权利要求31所述的高压功率器件的形成方法，其特征在于，在所述多
层外延工艺中的每一层外延工艺中，所述第二掺杂区的补偿匹配度沿纵向方向从
-20％上升至0％，所述补偿匹配度指的是所述第一掺杂区的杂质浓度和所述子区域
的杂质浓度的比值减去1。
33.根据权利要求29至32中任一项所述的高压功率器件的形成方法，其特征
在于，所述第二掺杂区的顶端直接与对应的器件掺杂区电接触，或者经由阱区与所
述器件掺杂区电接触，所述阱区包围所述器件掺杂区且具有第二掺杂类型。
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【专利技术属性】
技术研发人员：张邵华，曹俊，赵金波，李敏，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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