[發明專利]多流向元胞集成的LDMOS功率器件

有效

• 申請號: 201110187985.X
• 申請日: 2011-07-06
• 公開（公告）號: CN102867826A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 姜一波;杜寰
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L27/088
• 分類號: H01L27/088;H01L27/02
• 代理公司: 北京市立方律師事務所 11330
• 代理人: 鄭瑜生

技術領域

本發明涉及LDMOS功率器件制作領域，具體而言，本發明涉及多流向元胞集成的LDMOS功率器件。

背景技術

LDMOS(Lateral?Double?Diffused?Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor，橫向雙擴散金屬氧化物場效應晶體管)最早是1969年由Y.Tarui等人提出，它在保持普通MOSFET優點的基礎上，通過橫向雙擴散技術形成溝道區，并在漏極和溝道之間引入漂移區。LDMOS是一種電壓控制器件，由于其輸入阻抗高，驅動功率低，因此易與前級電路藕合。此外，LDMOS器件還具備溫度特性好的優點。LDMOS器件具有負溫度系數，負反饋過大的局部電流不致形成雙極型器件那樣的二次擊穿，安全工作區(SOA)較寬，可以防止熱耗散的影響，熱穩定性好，工作溫度可達200℃。經過幾十年來的不斷發展，在傳統LDMOS基礎上改進而來的RF-LDMOS因其優異的射頻性能被廣泛應用在軍事、無線通信等各個領域中。

然而，LDMOS功率器件在工作時，功率的耗散會產生大量的熱量，因此器件的散熱性能直接影響到整個LDMOS功率器件的工作性能，以及影響器件的可靠性與穩定性。如何得到具有良好散熱性能的器件，是LDMOS制造研究面臨的關鍵問題之一。

因此，有必要提出一種有效的技術方案，解決LDMOS功率器件的散熱問題。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決上述技術缺陷之一，特別通過在器件的陽極元胞和陰極元胞之間形成多流形式的電流，電流產生的功率耗散分布更加均勻，從而使器件具有更好的散熱性能，提高了其可靠性與穩定性。

為了實現本發明之目的，本發明實施例公開了一種LDMOS功率器件，包括：

半導體基底；

多邊形狀的LDMOS陽極元胞和多邊形狀的LDMOS陰極元胞，其中，所述陽極元胞和陰極元胞交錯排列于所述半導體基底之中；

位于所述陽極元胞和陰極元胞之間的漂移區；

將所有LDMOS陽極元胞連接得到的正極，以及將所有LDMOS陰極元胞連接得到的負極。

根據本發明的實施例，所述多邊形狀包括四邊形、六邊形或八邊形。

根據本發明的實施例，所述半導體基底材料包括硅、砷化鎵或碳化硅。

本發明提出的上述方案，通過在器件的陽極元胞和陰極元胞之間形成多流形式的電流，電流產生的功率耗散分布更加均勻，從而使器件具有更好的散熱性能，提高了其可靠性與穩定性。此外，根據大電流理論，多邊形元胞的有效電流寬度與總柵寬的比值大，能夠在較小的面積內通過更大的電流，而且，較小的面積帶來了柵電阻Rg減小的效果，使得采用多邊形元胞集成結構的多流向元胞集成LDMOS功率器件具有更高的集成度以及更小的柵電阻Rg。

本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1為本發明實施例LDMOS結構的剖面示意圖；

圖2為本發明實施例多流向元胞集成LDMOS功率器件的電流流向示意圖；

圖3為本發明實施例一種LDMOS功率器件的示意圖；

圖4為本發明實施例又一種LDMOS功率器件的示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。

為了實現本發明之目的，本發明實施例提出了一種LDMOS功率器件，包括：

半導體基底；

多邊形狀的LDMOS陽極元胞和多邊形狀的LDMOS陰極元胞，其中，所述陽極元胞和陰極元胞交錯排列于所述半導體基底之中；

位于所述陽極元胞和陰極元胞之間的漂移區；

將所有LDMOS陽極元胞連接得到的正極，以及將所有LDMOS陰極元胞連接得到的負極。