[實用新型]一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管

有效

• 申請號: 201220145184.7
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN202616236U
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 錢欽松;祝靖;張龍;楊卓;孫偉鋒;陸生禮;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

技術領域

本實用新型屬于半導體功率器件技術領域，涉及快速開關的硅制高壓功率器件，特別適用于硅制超結縱向雙擴散金屬氧化物場效應晶體管(SuperjunctionVDMOS，即超結VDMOS，一下均簡寫為超結VDMOS)，更具體的說，涉及一種可以快速開關、超低損耗的硅制超結VDMOS的結構。

背景技術

目前，功率器件在日常生活、生產等領域的應用越來越廣泛，特別是功率金屬氧化物半導體場效應晶體管，由于它們擁有較快的開關速度、較小的驅動電流、較寬的安全工作區，因此受到了眾多研究者們的青睞。如今，功率器件正向著提高工作電壓、增加工作電流、減小導通電阻、加快開關速度和集成化的方向發展。在眾多的功率金屬氧化物半導體場效應晶體管器件中，尤其是在縱向功率金屬氧化物半導體場效應晶體管中，超結半導體功率器件的實用新型，它克服傳統功率金屬氧化物半導體場效應管導通電阻與擊穿電壓之間的矛盾，改變了傳統功率器件依靠漂移層耐壓的結構，而是采用了一種“超結結構”——P型、N型硅半導體材料在漂移區相互交替排列的形式。這種結構改善了擊穿電壓和導通電阻不易同時兼顧的情況，在截止態時，由于P型柱和N型柱中的耗盡區電場產生相互補償效應，使P型柱和N型柱的摻雜濃度可以做得很高而不會引起器件擊穿電壓的下降。導通時，這種高濃度的摻雜器件的導通電阻明顯降低。由于超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管的這種獨特器件結構，使它的電性能明顯優于傳統功率金屬氧化物半導體場效應晶體管，因此這種技術被人們稱為功率金屬氧化物半導體場效應晶體管技術上的一個里程碑。

功率器件不僅在國防、航天、航空等尖端技術領域倍受青睞，在工業，民用家電等領域也同樣為人們所重視。隨著功率器件的日益發展，其可靠性也已經成為人們普遍關注的焦點。功率器件為電子設備提供所需形式的電源和電機設備提供驅動，幾乎一切電子設備和電機設備都需用到功率器件，所以對器件可靠性的研究有著至關重要的意義。

實用新型內容

本實用新型提供了一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，所涉及的結構能減小柵極和漏極之間的電容，加快器件的開關速度，減小器件開關過程的損耗。

本實用新型提供如下技術方案：

一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括：兼做漏區的N型摻雜硅襯底、N型摻雜硅外延層、超結結構，所述的N型摻雜硅外延層設在N型摻雜硅襯底上，超結結構設在N型硅摻雜半導體區上，所述的超結結構由相互間隔的P型柱和N型柱組成，在P型柱上有第一P型摻雜半導體區，且第一P型摻雜半導體區位于N型摻雜外延層內，在第一P型摻雜半導體區中設有第二P型重摻雜半導體接觸區和N型重摻雜半導體源區，在N型柱上設有柵氧化層，在柵氧化層上方設有多晶硅柵，在多晶硅柵上設有第一型氧化層，在第二P型重摻雜半導體接觸區和N型重摻雜半導體源區上連接有源極金屬，在N型柱表面有輕摻雜的P型埋層，且P型埋層在N型柱內。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：

1、本實用新型結構在傳統的超結結構N型柱表面設有P型埋層，P型埋層位于柵極氧化層下方，所述的P型埋層能夠減小超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管在漏極電壓較低時的柵漏極電容，加快了器件的開關速度，減小了器件的開關損耗。

附圖說明

圖1是本實用新型內容所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的結構示意圖。

圖2是傳統的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的結構示意圖。

圖3是本實用新型內容所涉及的一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管與傳統超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管的柵漏極電容隨漏極電壓的變化曲線對比圖。

具體實施方式

一種具有P型埋層的超結縱向雙擴散金屬氧化物半導體管，包括：兼做漏區的N型摻雜硅襯底1、N型摻雜硅外延層2、超結結構3，所述的N型摻雜硅外延層2設在N型摻雜硅襯底1上，超結結構3設在N型硅摻雜半導體區2上，所述的超結結構3由相互間隔的P型柱4和N型柱5組成，在P型柱上有第一P型摻雜半導體區6，且第一P型摻雜半導體區6位于N型摻雜外延層2內，在第一P型摻雜半導體區6中設有第二P型重摻雜半導體接觸區13和N型重摻雜半導體源區12，在N型柱5上設有柵氧化層8，在柵氧化層8上方設有多晶硅柵9，在多晶硅柵9上設有第一型氧化層10，在第二P型重摻雜半導體接觸區13和N型重摻雜半導體源區12上連接有源極金屬11，在N型柱表面有輕摻雜的P型埋層7，且P型埋層7在N型柱內。