本實用新型涉及功率半導(dǎo)體電力電子器件技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種帶有襯底埋層的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

高電壓、大功率、縱向結(jié)構(gòu)的肖特基整流器、超勢壘整流器、功率MOS、功率FRD等功率半導(dǎo)體電力電子器件，廣泛應(yīng)用于功率轉(zhuǎn)換器和電源中。對于功率半導(dǎo)體電力電子器件，不斷降低正向?qū)▔航?、提高電流密度、提高可靠性要求成為器件發(fā)展的重要趨勢。

傳統(tǒng)縱向結(jié)構(gòu)的肖特基整流器、超勢壘整流器、功率MOS、功率FRD等功率半導(dǎo)體電力電子器件通常采用在高濃度襯底上形成一層低濃度的外延層作為耐受電壓的載體，同時該外延層也貢獻(xiàn)了導(dǎo)通電阻的絕大部分，因此進(jìn)一步降低正向?qū)▔航凳艿较拗?。同時，外延層和襯底層的高雜質(zhì)濃度差也容易導(dǎo)致低的可靠性。

對于大功率縱向結(jié)構(gòu)的電力電子器件，終端耐壓結(jié)構(gòu)通常采用保護(hù)環(huán)和場板的方式，其面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于有源區(qū)，由于曲率效應(yīng)，終端耐壓結(jié)構(gòu)的提前擊穿會進(jìn)一步降低器件的可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中，正向?qū)▔航蹈摺㈦娏髅芏鹊秃涂煽啃圆蛔愕葐栴}。

為實現(xiàn)本實用新型目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種帶有襯底埋層的半導(dǎo)體裝置，其特征在于，包括重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底層、輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層、第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)區(qū)、第一導(dǎo)電類型襯底埋層和場介質(zhì)層。

所述第一導(dǎo)電類型襯底埋層覆蓋于重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底層之上的部分表面。

所述輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層覆蓋于第一導(dǎo)電類型襯底埋層之上。所述輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層還覆蓋于重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底層之上的部分表面。

所述第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)區(qū)覆蓋于輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層之上的部分表面。

所述場介質(zhì)層覆蓋于輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層之上的部分表面。

進(jìn)一步，所述第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)區(qū)為閉合狀的環(huán)形結(jié)構(gòu)。環(huán)形包圍的中間區(qū)域為有源區(qū)。

進(jìn)一步，所述場介質(zhì)層位于有源區(qū)外部。所述第一導(dǎo)電類型襯底埋層位于有源區(qū)內(nèi)部。

進(jìn)一步，所述第一導(dǎo)電類型襯底埋層為一個獨立的連通區(qū)域或多個獨立的連通區(qū)域。

所述第一導(dǎo)電類型襯底埋層與第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)區(qū)不接觸。

進(jìn)一步，所述場介質(zhì)層還覆蓋于第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)區(qū)之上的部分表面。

本實用新型的技術(shù)效果是毋庸置疑的,本實用新型進(jìn)一步提高肖特基整流器、超勢壘整流器、功率MOS、功率FRD等功率半導(dǎo)體電力電子器件的性能：具有降低正向?qū)▔航?、提高電流密度、提高可靠性等?yōu)點。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例的新裝置1剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例的新裝置2剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：重?fù)诫s第一導(dǎo)電類型襯底層 10、輕摻雜第一導(dǎo)電類型外延層 20、第二導(dǎo)電類型保護(hù)環(huán)區(qū) 21、第一導(dǎo)電類型襯底埋層 22和場介質(zhì)層 30。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)該理解為本實用新型上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本實用新型上述技術(shù)思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。

實施例1：

如圖1所示，對于100V的肖特基整流器應(yīng)用，本實施例制作一種帶有襯底埋層的半導(dǎo)體裝置，其特征在于：包括N+型襯底層10、N型外延層20、P+型保護(hù)環(huán)區(qū)21、N型襯底埋層22和場介質(zhì)層30。第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。

所述P型保護(hù)環(huán)區(qū)21覆蓋于N型外延層20的部分區(qū)域。P型保護(hù)環(huán)區(qū)21是閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其環(huán)繞的中間區(qū)域稱為有源區(qū)。所述P型保護(hù)環(huán)區(qū)21采用劑量3×10¹³cm^-2的硼注入后1100度退火形成；

所述N型襯底埋層22覆蓋于N+型襯底層10之上；所述N型襯底埋層注入采用劑量3×10¹⁵cm^-2、能量60KeV的磷注入。所述N型襯底埋層22是一個獨立的連通區(qū)域；所述N型襯底埋層22位于有源區(qū)之內(nèi)；所述N型襯底埋層22與P型保護(hù)環(huán)區(qū)21不接觸；

所述N型外延層20覆蓋于N+型襯底層10之上的部分表面，還覆蓋于N型襯底埋層22之上；所述N+型襯底層10為摻雜濃度19次方以上的砷雜質(zhì)襯底；所述N型外延層20為雜質(zhì)濃度2×10¹⁵cm^-3的磷雜質(zhì)外延層；

所述場介質(zhì)層30覆蓋于N型外延層20之上的部分表面。所述場介質(zhì)層30位于有源區(qū)外。所述場介質(zhì)層30還覆蓋于P型保護(hù)環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述場介質(zhì)層30與N型襯底埋層22不接觸。所述場介質(zhì)層30約1微米。

根據(jù)本實施例制作所得的100V肖特基整流器具有低正向?qū)▔航?、高電流密度、高可靠性等?yōu)點。

實施例2：

如圖2所示，對于100V的肖特基整流器應(yīng)用，本實施例制作的一種帶有襯底埋層的半導(dǎo)體裝置，其特征在于：包括N+型襯底層10、N型外延層20、P+型保護(hù)環(huán)區(qū)21、N型襯底埋層22和場介質(zhì)層30。第一導(dǎo)電類型為N型，第二導(dǎo)電類型為P型。

所述P型保護(hù)環(huán)區(qū)21覆蓋于N型外延層20的部分區(qū)域。P型保護(hù)環(huán)區(qū)21是閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其環(huán)繞的中間區(qū)域稱為有源區(qū)。所述P型保護(hù)環(huán)區(qū)21采用劑量3×10¹³cm^-2的硼注入后1100度退火形成；

所述N型襯底埋層22覆蓋于N+型襯底層10之上；所述N型襯底埋層注入采用劑量3×10¹⁵cm^-2、能量60KeV的磷注入。所述N型襯底埋層22明顯的是多個獨立的連通區(qū)域；所述N型襯底埋層22位于有源區(qū)之內(nèi)；所述N型襯底埋層22與P型保護(hù)環(huán)區(qū)21不接觸；

所述N型外延層20覆蓋于N+型襯底層10之上的部分表面，還覆蓋于N型襯底埋層22之上；所述N+型襯底層10為摻雜濃度19次方以上的砷雜質(zhì)襯底；所述N型外延層20為雜質(zhì)濃度2×10¹⁵cm^-3的磷雜質(zhì)外延層；

所述場介質(zhì)層30覆蓋于N型外延層20之上的部分表面。所述場介質(zhì)層30位于有源區(qū)外。所述場介質(zhì)層30還覆蓋于P型保護(hù)環(huán)區(qū)21之上的部分表面；所述場介質(zhì)層30與N型襯底埋層22不接觸。所述場介質(zhì)層30約1微米。

根據(jù)本實施例制作所得的100V肖特基整流器具有低正向?qū)▔航?、高電流密度、高可靠性等?yōu)點。