[發(fā)明專利]LDMOS結構

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010607832.1
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102130173A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 張立君;程玉華
• 申請（專利權）人: 上海北京大學微電子研究院
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及功率器件領域，尤其涉及橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管結構。

背景技術

垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應管(VDMOS，Vertical?Double-diffusedMOSFET)。擊穿電壓是衡量LDMOS器件性能的重要參數，其通常表示的意義是在保證不被擊穿的情況下，LDMOS漏極和柵極之間能夠施加的最大電壓。

隨著技術進步，LDMOS器件的擊穿電壓需要提高，業(yè)界通常在LDMOS器件漂移區(qū)中添加一個或多個阱，其中阱的極型和漂移區(qū)極型相反，例如若漂移區(qū)是N型，則阱為P型。

圖1是現(xiàn)有技術中N型LDMOS器件的結構示意圖，擊穿電壓和導通電阻是衡量LDMOS性能的主要技術指標，傳統(tǒng)的LDMOS結構將多晶擴展到漂移區(qū)的場氧化層11上面充當場極板以提高擊穿電壓，場極板12的長度增加可以提高器件的耐壓性能，但會增加芯片面積和導通電阻，所以LDMOS的耐壓和導通電阻間存在折中矛盾。目前的做法是，設計最佳的場極板長度，以便在滿足一定擊穿電壓的前提下，得到最小的導通電阻。本發(fā)明以目前BCD工藝中的LDMOS為基礎，通過增加金屬場板，在保持最小導通電阻的情況下，提高了器件的耐壓。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供LDMOS結構，以提高LDMOS結構的擊穿電壓。

本發(fā)明提供了LDMOS結構，包括調整POLY場板和金屬場板尺寸及柵極的個數。

可選的，所述DMOS結構為LDMOS結構。

可選的，所述含金屬場板結構的垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應管擊穿電壓小于600V。

可選的，所述含金屬場板結構的垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應管產生于BCD的集成工藝中。

本發(fā)明實施例以傳統(tǒng)LDMOS結構和用在高壓分立器件的金屬場板結構為出發(fā)點，提出了一種新穎的LDMOS結構。將其用于集成工藝LDMOS結構中，相比于傳統(tǒng)LDMOS結構，在不影響導通電阻和飽和電流的前提下，大幅度提高了擊穿電壓。相比于金屬場板多用于600V以上分立器件的這一普遍用途，此次將其運用到集成工藝的LDMOS結構中，工藝上不需要增加掩模版數量，且器件面積不會因此變大。

可選的，所述含金屬場板結構的垂直雙擴散金屬氧化物半導體場效應管為雙柵或多柵結構。

本發(fā)明實施例雙柵結構或多柵，在場氧化層中間加入一段POLY作為雙柵結構，與帶金屬場板的LDMOS工藝相比，只需稍微改動掩模版，而不需要增加掩模版數量，工藝實現(xiàn)簡單可行。電學性能上，由于雙柵結構的存在，會影響器件表面電場的分布，在POLY兩端分別形成一個峰值，在相同的電壓下，這些峰值可分擔更多的電壓，從而提高了擊穿電壓。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術中N型LDMOS器件的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明第一實施例中帶金屬場板N型LDMOS結構示意圖；

圖3是本發(fā)明第二實施例中雙柵帶金屬場板N型LDMOS結構示意圖。

具體實施方式

圖2是本發(fā)明第一實施例中帶金屬場板N型LDMOS結構示意圖，在LDNMOS結構中加入金屬場板結構21之后，縮短了POLY的長度22，在POLY所覆蓋區(qū)域的電場線由半導體表面指向POLY場板，相當于在半導體表面聚集了不可移動的正離子，中間的每一個正離子向左形成向左的電場，向右形成向右的電場，相互抵消，而位于邊緣的正離子形成的電場無法抵消，即在POLY邊緣處形成了一個電場峰值。此峰值的存在分擔了一部分電壓，從而將擊穿電壓提高了30％左右。同時，導通電阻和飽和電流基本不發(fā)生變化。

圖3是本發(fā)明第二實施例中雙柵帶金屬場板N型LDMOS結構示意圖，在使用金屬場板31的情況下，雙柵結構32的存在使得每個柵極邊緣處均可能形成電場峰值，從而表面電場的電場分布從單一峰值即尖銳電場分布轉化為多個峰值即相對平坦的電場分布，從而能夠承受更大的電壓。

上述實施例以N型LDMOS器件為例說明上述方案，實際上對于P型LDMOS器件同樣可以適用，為簡便器件，本申請書不再贅述。

顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。