[實用新型]橫向晶體管

有效

• 申請號: 201220747829.4
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN203205426U
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 喬伊·邁克格雷格
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/423;H01L29/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

相關引用?

本實用新型要求2012年6月22日在美國提交的第13/530,276號專利申請的優先權和權益，并且在此包含了該申請的全部內容。?

技術領域

本實用新型的實施例涉及半導體器件，尤其涉及橫向功率晶體管。?

背景技術

橫向功率晶體管，例如雙擴散金屬氧化物半導體(DMOS)場效應晶體管通常作為開關器件被廣泛應用于各種電源管理電路中，這些電源管理電路用于為各種工業電子設備及消費電子設備提供合適的工作電壓。通過控制功率晶體管以相對較高的頻率周期性地導通或關斷，從而將供電電壓轉換為合適的輸出電壓的電源管理電路通常稱作開關電源。開關電源中功率晶體管允許的最大開關速率是影響開關電源的功率轉換效率、尺寸及生產成本的因素之一。功率晶體管允許的開關速率越大，開關電源能夠采用的工作開關頻率就越高。較高的開關頻率意味著開關電源中用于驅動功率開關管的電路元件允許的制造尺寸更小，功耗更低并且生產成本降低，集成度提高。?

功率晶體管通常包括制作于半導體襯底中的柵區、源區和漏區。柵區用于控制襯底中位于源區和漏區之間的一個溝道區的導通和阻斷，從而控制從漏區到源區的電流。以橫向DMOS功率晶體管為例，其柵區通常位于柵介電層上，該柵介電層具有厚度相對較小的薄部和厚度相對較大的厚部，該薄部通常覆蓋該橫向DMOS功率晶體管的溝道區及其漂移區的一部分，該厚部覆蓋其漂移區的另外一部分。通常所述柵區連續地形成于所述柵介電層上并且部分延伸至所述厚部上。?該厚部有助于降低柵區的場強，從而允許更高的漏區至柵區電壓施加于漏區和柵區之間，因而使所述橫向DMOS功率晶體管的擊穿電壓增大，具有更好的耐壓性。然而，由于柵區是連續形成于柵介電層上并且至少部分延伸至所述厚部上，導致漏柵電容(即漏區至柵區之間的等效電容)增大了。漏柵電容的增大使得將柵電容(包括漏柵電容和柵源電容)充電以將DMOS功率晶體管導通所需要的電荷量增大，從而需要更多充電時間，同時也使得將柵電容放電以將DMOS功率晶體管關斷需要釋放的電荷量增大和關斷，從而需要更多放電時間，因而導致該功率晶體管的開關速率變慢。?

對于功率晶體管，除了希望其具有相對較高的擊穿電壓、相對較低的導通電阻之外，還希望其具有相對較小的漏柵電容以支持相對較大的開關速率。另外，也希望功率晶體管的柵介電層(尤其是溝道區上方的柵介電層)具有相對更小的厚度。?

發明內容

針對現有技術中的一個或多個問題，本實用新型的實施例提供一種橫向晶體管及其制造方法。?

在本實用新型的一個方面，提出了一種橫向晶體管，包括：半導體層，具有第一導電類型；源區，形成于所述半導體層中，具有與所述第一導電類型相反的第二導電類型；漏區，具有所述第二導電類型，形成于所述半導體層中并與所述源區相分離；第一阱區，具有所述第二導電類型，形成于所述漏區的外圍，向所述源區延伸，但與所述源區相分離；柵介電層，形成于所述半導體層上，覆蓋位于所述源區和所述第一阱區之間的所述半導體層，并向所述第一阱區上方延伸以覆蓋所述第一阱區的第一部分；場介電層，形成于所述半導體層上，覆蓋位于所述漏區和所述柵介電層之間的所述第一阱區的第二部分，并與所述柵介電層銜接，其中該場介電層的厚度大于所述柵介電層的厚度；柵區，位于所述柵介電層的靠近所述源區一側的第一部分上；以及場板，覆蓋所述場介電層的至少一部分，并延伸至所述柵介電層上以覆蓋所述柵介電層的第二部分，其中該場板與所述源區電氣耦接，?并且該場板與所述柵區具有位于所述柵介電層的第三部分上方的隔離間隙，所述柵介電層的第三部分位于其第一部分和第二部分之間并連接該第一部分和第二部分。?

根據本實用新型的實施例，所述的橫向晶體管進一步包括：第二阱區，該第二阱區具有所述第一導電類型，形成于所述源區外圍并部分延伸至所述柵區下方。?

根據本實用新型的實施例，所述第一阱區延伸至所述源區一側下方，并包圍所述源區和所述第二阱區，其中所述第二阱區將所述源區與所述第一阱區隔離。?

根據本實用新型的實施例，所述的橫向晶體管進一步包括：體接觸區，具有所述第一導電類型，與所述源區毗鄰并與所述源區接觸。?

根據本實用新型的實施例，所述的橫向晶體管進一步包括：第三輕摻雜區，形成于所述第一阱區中，位于所述柵區和所述場板之間的所述隔離間隙下方，具有所述第一導電類型并具有較小的摻雜深度。?

根據本實用新型的實施例，所述第三輕摻雜區連續形成于所述隔離間隙下方的所述第一阱區中。?

根據本實用新型的實施例，所述第三輕摻雜區間斷形成于所述隔離間隙下方的所述第一阱區中。?