[发明专利]一种功率器件制备方法及功率器件

说明书

本发明提供一种功率器件制备方法及功率器件，通过三次光刻在衬底内部形成沟槽，对沟槽进行横向扩散以及外延生长形成半导体层，获得所述功率器件，该功率器件制备方法工艺简单，制造成本低，形成的功率器件PN结通过外延形成，器件的击穿电压稳定性和一致性良好，侧面PN结密度远大于常规产品，减小了芯片面积，该方法形成的器件具有多路双向功能，方便应用过程中对多个电路同时保护，降低了器件的应用成本。

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺领域，尤其涉及一种瞬态电压抑制器制造工艺领域。

背景技术

静电放电(Electrostatic Discharge，ESD)以及其他一些电压浪涌形式随机出现的瞬态电压，通常存在于各种电子器件中，瞬态电压抑制器(TransientVoltageSuppressor，TVS)是一种用来保护敏感半导体器件，使其免遭瞬态电压浪涌破坏而特别设计的固态半导体器件，它具有箝位系数小、体积小、响应快、漏电流小和可靠性高等优点，因而在电压瞬变和浪涌防护上得到了广泛的应用。

低电容TVS结构适用于高频电路的保护器件，因为它可以减少寄生电容对电路的干扰，降低高频电路信号的衰减。为了改善TVS的反向特性，提高器件可靠性，通常采用保护环结构和金属场板结构，但是这两种结构引入的附加电容大，而且器件面积大，降低了器件性能，提高了器件制造成本，且工艺复杂。

发明内容

本发明提供一种功率器件制备方法及功率器件，通过横向扩散深沟槽制备功率器件，简化工艺流程，提高器件性能，大幅降低了器件的生产时间和制造成本。

一方面，本发明提供一种功率器件制备方法，包括：

提供第一导电类型的衬底；

在所述衬底的侧壁刻蚀形成第一横向沟槽和第二横向沟槽，所述第一横向沟槽和所述第二横向沟槽的距离为T1；

在所述第一横向沟槽和所述第二横向沟槽的侧壁进行第二导电类型杂质扩散分别形成第一扩散区和第二扩散区，所述第一扩散区和所述第二扩散区的距离为T2；

在所述第一横向沟槽和所述第二横向沟槽内填充第二导电类型杂质分别形成第一外延层和第二外延层；

在所述衬底上表面刻蚀形成第三沟槽，所述第三沟槽的宽度为T3；

在所述第三沟槽底部注入第二导电类型杂质形成注入区；

在所述第三沟槽内填充第一导电类型杂质形成第三外延层；

在所述衬底上表面和下表面分别制备第一金属和第二金属。

另一方面，本发明提供一种功率器件，包括：

第一导电类型的衬底；

第二导电类型的第一扩散区和第二扩散区，所述第一扩散区和所述第二扩散区分别形成于所述衬底侧壁；

第二导电类型的第一外延层和第二外延层，所述第一外延层和所述第二外延层形成于所述衬底侧壁，并分别被所述第一扩散区和所述第二扩散区包围除侧壁一端；

第二导电类型的注入区，所述注入区注入形成于所述衬底内部，不与所述第一扩散区和所述第二扩散区连接；

第一导电类型的第三外延层，所述第三外延层形成于所述注入区之上，并分别与所述第一扩散区和所述第二扩散区连接；

第一金属和第二金属，所述第一金属形成于所述衬底上表面，所述第二金属形成于所述衬底下表面。