[實用新型]橫向高壓半導體器件及其多階場板

有效

• 申請號: 201320598229.0
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN203481244U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 潘光燃;石金成;高振杰;文燕;王焜
• 申請（專利權）人: 北大方正集團有限公司;深圳方正微電子有限公司
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

技術領域

本實用新型涉及半導體集成電路領域，尤其涉及一種橫向高壓半導體器件及其多階場板。

背景技術

橫向高壓半導體器件是功率集成電路中常用的器件，具體包括橫向雙擴散金屬氧化物晶體管（LDMOS）、橫向絕緣柵雙極型晶體管（LIGBT）、橫向隔離結等。擊穿電壓是橫向高壓半導體器件的最主要關鍵參數之一，在不影響該器件其它參數的前提下，擊穿電壓越大越好。為提高橫向高壓半導體器件的擊穿電壓，業界有很多很多的辦法，其中之一就是采用場板使得漂移區表面的電場分布更均勻，從而提高擊穿電壓。

如圖1所示，以LDMOS為例，LDMOS包括多晶硅場板、襯底101、體區102、漂移區103、源極104、位于所述源極104上方的第一柵氧化層105、場氧化層106、漏極107、位于所述漏極107上方的第二柵氧化層108；所述多晶硅場板包括設置于所述第一柵氧化層105上的第一部11和設置于所述場氧化層106上的第二部12。多晶硅柵延伸至漂移區上方的場氧化層之上形成LDMOS的多晶硅場板，當LDMOS的漏極107承受高電壓時，多晶硅場板連接低電壓，多晶硅場板的電壓相對于漂移區的電壓更低，多晶硅場板對其下方的漂移區103表面的自由電子產生排斥作用，使得漂移區103表面的電場分布比沒有場板結構的LDMOS更均勻，也相應提高了LDMOS的漏極擊穿電壓。

但是現有技術中的采用單階場板的橫向高壓半導體器件的漏極擊穿電壓還亟需提高，這樣就需要進一步使得橫向高壓半導體器件的漂移區表面的電場分布更加均勻。

實用新型內容

本實用新型的主要目的在于提供一種橫向高壓半導體器件及其多階場板，可以使得漂移區表面的電場分布更均勻，從而使得橫向高壓半導體器件的擊穿電壓更高。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種應用于橫向高壓半導體器件的多階場板，所述橫向高壓半導體器件包括源極、位于所述源極上方的柵氧化層、場氧化層和漏極，所述多階場板包括多晶硅場板，所述多晶硅場板包括設置于所述柵氧化層上的第一部和設置于所述場氧化層上的第二部，所述多階場板還包括第一金屬場板；

所述第一金屬場板設置于所述多晶硅場板的第二部上；

所述多晶硅場板的第二部和所述第一金屬場板之間設置有絕緣介質層并通過該絕緣介質層中的接觸孔連接；

所述多晶硅場板的第二部的靠近所述漏極的一端與所述漏極的距離大于所述第一金屬場板的靠近漏極的一端與所述漏極的距離。

實施時，所述多晶硅場板的第二部的靠近所述漏極的一端和所述第一金屬場板的靠近所述源極的一端在水平方向上部分重疊。

本實用新型還提供了一種應用于橫向高壓半導體器件的多階場板，所述橫向高壓半導體器件包括源極、位于所述源極上方的柵氧化層、場氧化層和漏極，所述多階場板包括多晶硅場板，所述多晶硅場板包括設置于所述柵氧化層上的第一部和設置于所述場氧化層上的第二部；

所述多階場板還包括至少兩個金屬場板；

所述至少兩個金屬場板依次設置于所述多晶硅場板的第二部之上；

所述多晶硅場板的第二部和與其距離最近的金屬場板之間設置有絕緣介質層并通過該絕緣介質層中的接觸孔連接，兩相鄰的金屬場板之間設置有絕緣介質層并通過該絕緣介質層中的接觸孔連接；

所述多晶硅場板的第二部的靠近所述漏極的一端與所述漏極的距離大于與該多晶硅場板的第二部距離最近的金屬場板的靠近所述漏極的一端與所述漏極的距離；

所述金屬場板的靠近所述漏極的一端與所述漏極的距離大于在該金屬場板上方并與該金屬場板相鄰的金屬場板的靠近所述漏極的一端與所述漏極的距離。

實施時，所述多晶硅場板的第二部的靠近所述漏極的一端和與該多晶硅場板的第二部距離最近的所述金屬場板的靠近所述源極的一端在水平方向上部分重疊；

所述金屬場板的靠近所述漏極的一端和在該金屬場板上方并與該金屬場板相鄰的金屬場板的靠近所述源極的一端在水平方向上部分重疊。

本實用新型還提供了一種橫向高壓半導體器件，包括上述的多階場板。

與現有技術相比，本實用新型所述的橫向高壓半導體器件及其多階場板，除了采用多晶硅場板外，還在該多晶硅場板之上設置至少一層金屬場板，各相鄰場板之間設置有絕緣介質層并通過設置于該絕緣介質層中的接觸孔連接，并從下之上設置的場板逐漸靠近漏極，因此可以使得漂移區表面的電場分布更均勻，從而使得橫向高壓半導體器件的擊穿電壓更高。

附圖說明

圖1是采用現有的單階場板的橫向高壓半導體器件的結構示意圖；