[發(fā)明專利]快速超結(jié)縱向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010265903.4
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101969073A
• 公開（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢欽松;祝靖;孫偉鋒;陸生禮;時龍興
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/41;H01L29/36
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 黃雪蘭

1.一種快速超結(jié)縱向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管，包括：元胞區(qū)(I)，設(shè)在芯片最外圍的終端區(qū)(III)及位于元胞區(qū)(I)與終端區(qū)(III)之間的過渡區(qū)(II)，在元胞區(qū)(I)、過渡區(qū)(II)和終端區(qū)(III)的底部設(shè)有漏極金屬(1)，在漏極金屬(1)上設(shè)有重?fù)诫sn型硅襯底(2)，作為該芯片的漏區(qū)，在重?fù)诫sn型硅襯底(2)上設(shè)有n型摻雜外延層(3)，在n型摻雜外延層(3)中設(shè)有間斷不連續(xù)的p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)，

在元胞區(qū)(I)中的p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)上設(shè)有第一p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(5)，且第一p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(5)位于n型摻雜外延層(3)內(nèi)，在第一p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(5)中設(shè)有第一p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(7)和n型重?fù)诫s半導(dǎo)體源區(qū)(9)，在第一p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(7)及n型重?fù)诫s半導(dǎo)體源區(qū)(9)以外區(qū)域設(shè)有柵氧化層(12)，在柵氧化層(12)上方設(shè)有多晶硅柵(13)，在多晶硅柵(13)上設(shè)有第一型場氧化層(14)，在n型重?fù)诫s半導(dǎo)體源區(qū)(9)和第一p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(7)上連接有源極金屬(16)，

在過渡區(qū)(II)中的n型摻雜外延層(3)中設(shè)有第二p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(6)，且第二p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(6)覆蓋了過渡區(qū)(II)中全部的p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)，在第二p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(6)中設(shè)有兩個第二p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(8)和n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)，且鄰近元胞區(qū)的第二p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(8)位于過渡區(qū)(II)中的與元胞區(qū)(I)相鄰的p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)的上方，n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)位于過渡區(qū)(II)中從左側(cè)起第二個p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)的上方，右側(cè)的第二p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(8)位于n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)的中間區(qū)域，在第二p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(6)、第二p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(8)及n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)表面設(shè)有第二型場氧化層(15)，在位于第二p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(6)內(nèi)部且鄰近元胞區(qū)的第二p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(8)表面設(shè)有接觸孔與源極金屬(16)相連，

在終端區(qū)(III)中，在n型摻雜外延層(3)的右上角設(shè)有n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(11)，在終端區(qū)(III)表面設(shè)有第二型場氧化層(15)，

其特征在于，在過渡區(qū)(II)中的第二p型摻雜半導(dǎo)體區(qū)(6)內(nèi)設(shè)有n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)，且在n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)表面設(shè)有接觸孔與金屬層(17)相連，形成芯片的地接觸電極。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速超結(jié)縱向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管，其特征在于此芯片是四端口器件，金屬層(17)構(gòu)成了芯片的地接觸電極，并且金屬層(17)可以向右延伸作為場板使用，延伸的長度由芯片的耐壓大小決定。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速超結(jié)縱向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管，其特征在于位于n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)中間區(qū)域的第二p型重?fù)诫s半導(dǎo)體接觸區(qū)(8)的深度大于n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)的深度，且在p型雜質(zhì)注入窗口表面仍然表現(xiàn)為n型重?fù)诫s半導(dǎo)體區(qū)(10)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速超結(jié)縱向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管，其特征在于過渡區(qū)(II)和終端區(qū)(III)中p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)的個數(shù)由所設(shè)計(jì)的晶體管的耐壓要求決定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速超結(jié)縱向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管，其特征在于p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)的寬度和摻雜濃度相等，且p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)的寬度和p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)之間的間距可調(diào)，且可以在過渡區(qū)(II)和終端區(qū)(III)中單獨(dú)調(diào)整p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)的寬度與p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)之間間距的比例，以獲得不同的耐壓特性。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速超結(jié)縱向雙擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管，其特征在于p型摻雜柱狀半導(dǎo)體區(qū)(4)的下表面與重?fù)诫sn型硅襯底(2)的上表面的距離可調(diào)。