【技术实现步骤摘要】
本申请涉及功率半导体领域，主要涉及一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件及制备方法。
技术介绍
1、由于soi功率器件具有更高的工作速度和集成度、更好的绝缘性能、更强的抗辐射能力以及消除了自闩锁效应，在vlsi领域得到了非常广泛的应用。但是soi器件较低的击穿电压和自热效应限制了其应用。soi功率器件的击穿电压取决于横向击穿电压和纵向击穿电压的较低值。横向耐压上，目前可以采用比较成熟的横向耐压技术，比如resurf原理和终端技术。因此，如何提高器件的纵向耐压，成为了soi功率器件研究中的难点。纵向耐压随着半导体有源层和绝缘埋层厚度的增加而提高，且同样厚度的介质埋层耐压为半导体有源层的6倍，但是收到器件结构和工艺的限制，介质埋层和半导体有源层都不能太厚，这是因为如果半导体有源层太厚，将为介质隔离带来困难；介质埋层太厚，不仅工艺实施难度太大，而且不利于器件的散热。为了提高soi器件的纵向耐压结构，一系列改进器件结构被相继提出。比如，在半导体有源层和介质埋层中间插入一层p+或者n+缓冲层，在增强介质埋层电场强度的同时屏蔽了介质埋层高电场对半导体有源层的影响，从而避免了器件过早在在si/sio2界面的si侧击穿，这需要对缓冲层进行浓度和厚度进行精确控制，且耐压提高幅度不大。还有采用低k介质作为埋层而提高埋层电场和器件耐压，但是低k介质soi与常规soicmos工艺兼容方面遇到难题。还有采用部分soi结构加上介质槽，获得高耐压，同时由于si窗口的存在缓解了自热效应。
技术实现思路
1、针
2、s100、清洗单晶硅片作为器件衬底；
3、s200、在所述器件衬底顶部生长介质埋层；
4、s300、在所述介质埋层刻蚀出间距排列的凹槽，其中，所述凹槽的底部未触及所述介质埋层的底部界面；
5、s400、在所述凹槽的内部沉积多晶硅或金属形成嵌入式电极层；
6、s500、在所述嵌入式电极层的表面沉积介质层作为绝缘层；
7、s600、将半导体有源层与所述介质埋层进行键合；
8、s700、在所述半导体有源层内进行离子注入和退火以形成器件的源区、漏区、阱区和阱接触区；
9、s800、在所述半导体有源层的表面沉积栅介质层，在所述栅介质层的表面沉积栅电极。
10、由于嵌入式电极的引入增加了介质埋层中的横向电场，使得介质埋层中的综合电场大大增加，从而有效提高器件的击穿电压，并且实现工艺简单，与常规的soi cmos兼容，将本专利技术结构应用于soi横向功率器件中，其耐压由于介质埋层综合电场的显著增强而较常规结构soi器件大大提高。
11、进一步地，s200包括：将硅片在反应炉中进行干法氧化和湿法氧化，生长厚度为10～20um的二氧化硅作为介质埋层。
12、进一步地，s300所述刻蚀的深度为8～15um，所述凹槽的宽度为1～4um。
13、进一步地，s400所述多晶硅的厚度在所述凹槽的高度以下。
14、进一步地，s400所述金属包括铝、铜和银，以及铝、铜和银至少两种结合成的合金。
15、进一步地，s500所述介质层的材料包括二氧化硅。
16、进一步地，s600所述键合包括以单晶硅层作为半导体有源层，利用注氧隔离将所述单晶硅层与所述介质埋层进行键合。
17、进一步地，s700包括：
18、s701：在所述半导体有源层内双扩散形成所述器件的源、漏、阱区域；
19、s702：在所述半导体有源层内进行离子注入形成阱的高浓度掺杂区，作为所述器件的阱接触区。
20、本专利技术还提供了一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件，包括衬底、介质埋层和半导体有源层，以及由多晶硅或金属构成的嵌入式电极层，所述介质埋层设置在所述衬底的表面，所述介质埋层和所述半导体有源层的交界面部分或全部范围内设置有伸入介质埋层内部且间距排列的多个凹槽，所述嵌入式电极层设置在所述凹槽的底部，所述嵌入式电极层的表面设置有绝缘层。
21、进一步地，器件还包括设置在所述半导体有源层内的源区、漏区、阱区和阱接触区，以及设置在所述半导体有源层表面的栅介质层，设置在所述栅介质层表面的栅电极。
22、本专利技术提供的一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件及制备方法，包括半导体衬底层、介质埋层、由多晶硅或金属构成的嵌入式电极层，以及半导体有源层，在介质埋层和半导体有源层的交界面的部分或者全部范围内设置有伸入介质埋层内部的多个介质凹槽，凹槽之间间距排列，每个凹槽底部设置有一定厚度的嵌入式电极层，在嵌入式电极层的上方存在着绝缘层，与半导体有源层相互隔离。通过嵌入式电极的引入增加了介质埋层中的横向电场，使得介质埋层中的综合电场大大增加，从而有效提高器件的击穿电压，且与常规的soi cmos兼容，其应用于soi横向功率器件中，器件耐压由于介质埋层综合电场的显著增强而较常规结构soi器件大大提高。
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1.一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，S200包括：将硅片在反应炉中进行干法氧化和湿法氧化，生长厚度为10～20um的二氧化硅作为介质埋层。
3.根据权利要求2所述的一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，S300所述刻蚀的深度为8～15um，所述凹槽的宽度为1～4um。
4.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，S400所述多晶硅的厚度在所述凹槽的高度以下。
5.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，S400所述金属包括铝、铜和银，以及铝、铜和银至少两种结合成的合金。
6.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，S500所述介质层的材料包括二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器
8.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，S700包括：
9.一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件，其特征在于，包括衬底、介质埋层和半导体有源层，以及由多晶硅或金属构成的嵌入式电极层，所述介质埋层设置在所述衬底的表面，所述介质埋层和所述半导体有源层的交界面部分或全部范围内设置有伸入介质埋层内部且间距排列的多个凹槽，所述嵌入式电极层设置在所述凹槽的底部，所述嵌入式电极层的表面设置有绝缘层。
10.根据权利要求9所述的一种具有复合型凹槽的SOI耐压结构功率器件，其特征在于，所述器件还包括设置在所述半导体有源层内的源区、漏区、阱区和阱接触区，以及设置在所述半导体有源层表面的栅介质层，设置在所述栅介质层表面的栅电极。
...【技术特征摘要】
1.一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，s200包括：将硅片在反应炉中进行干法氧化和湿法氧化，生长厚度为10～20um的二氧化硅作为介质埋层。
3.根据权利要求2所述的一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，s300所述刻蚀的深度为8～15um，所述凹槽的宽度为1～4um。
4.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，s400所述多晶硅的厚度在所述凹槽的高度以下。
5.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，s400所述金属包括铝、铜和银，以及铝、铜和银至少两种结合成的合金。
6.根据权利要求1所述的一种具有复合型凹槽的soi耐压结构功率器件的制备方法，其特征在于，s500所述介质层的材料包括二氧化硅...
【专利技术属性】
技术研发人员：鄢细根，黄种德，黄辉祥，
申请(专利权)人：厦门中能微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：
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