[發(fā)明專利]超結(jié)橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管及其制作方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410016374.2
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN104124274A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段寶興;袁小寧;董超;范瑋;朱樟明;楊銀堂
• 申請（專利權(quán)）人: 西安后羿半導(dǎo)體科技有限公司;西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L29/08;H01L21/336
• 代理公司: 北京銀龍知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;黃燦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件領(lǐng)域，特別是涉及一種超結(jié)橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管及其制作方法。

背景技術(shù)

橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管（Lateral?Double-diffused?MOSFET，簡稱LDMOS）由于具有易于與低壓器件集成等優(yōu)點，而成為智能功率集成電路和片上系統(tǒng)設(shè)計中的關(guān)鍵器件。其主要特征在于基區(qū)和漏區(qū)之間加入一段相對較長的輕摻雜漂移區(qū)，該漂移區(qū)的摻雜類型與漏區(qū)一致，通過加入漂移區(qū)，可以起到分擔(dān)擊穿電壓的作用，提高了LDMOS的擊穿電壓。LDMOS的優(yōu)化目標(biāo)是低的導(dǎo)通電阻，使傳導(dǎo)損失最小化。

超結(jié)（super?junction）結(jié)構(gòu)是交替排列的N型柱區(qū)和P型柱區(qū)，如果用超結(jié)結(jié)構(gòu)來取代LDMOS的漂移區(qū)，就形成了超結(jié)LDMOS，簡稱SJ-LDMOS。理論上，超結(jié)結(jié)構(gòu)通過N型柱區(qū)和P型柱區(qū)之間的電荷平衡能夠得到高的擊穿電壓，而通過重摻雜的N型柱區(qū)和P型柱區(qū)可以獲得很低的導(dǎo)通電阻，因此，超結(jié)器件可以在擊穿電壓和導(dǎo)通電阻兩個關(guān)鍵參數(shù)之間取得一個很好的折衷。

但是對于SJ-LDMOS，由于襯底輔助耗盡N型柱（或P型柱），使得器件擊穿時，P型柱（或N型柱）不能完全耗盡，打破了N型柱區(qū)和P型柱區(qū)之間的電荷平衡，降低了SJ-LDMOS器件的橫向擊穿電壓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種超結(jié)橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管及其制作方法，用以解決襯底輔助耗盡效應(yīng)降低了SJ-LDMOS的橫向擊穿電壓的問題，并且進一步提高器件的橫向和縱向擊穿電壓。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種超結(jié)橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底和形成在所述半導(dǎo)體襯底表面的有源區(qū)和柵區(qū)，所述有源區(qū)包括：

第一導(dǎo)電類型的基區(qū)；

第二導(dǎo)電類型的源區(qū)，形成在所述基區(qū)中；

第二導(dǎo)電類型的漏區(qū)，所述源區(qū)和漏區(qū)位于所述柵區(qū)的兩側(cè)；

橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)，包括橫向交替排列的N型柱區(qū)和P型柱區(qū)，位于所述基區(qū)和漏區(qū)之間，其中，

所述有源區(qū)還包括第二導(dǎo)電類型的埋區(qū)，形成在所述半導(dǎo)體襯底中，并位于所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的下方。

本發(fā)明還提供一種如上所述的超結(jié)橫向雙擴散金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管的制作方法，包括在一第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底的表面形成有源區(qū)和柵區(qū)的步驟，所述形成有源區(qū)的步驟包括：

在所述半導(dǎo)體襯底中形成第一導(dǎo)電類型的基區(qū)；

在所述基區(qū)中形成第二導(dǎo)電類型的源區(qū)；

在所述半導(dǎo)體襯底中形成第二導(dǎo)電類型的漏區(qū)，所述源區(qū)和漏區(qū)位于所述柵區(qū)的兩側(cè)；

在所述體區(qū)和漏區(qū)之間形成橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)，所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)包括橫向交替排列的N型柱區(qū)和P型柱區(qū)，其中，

所述形成有源區(qū)的步驟還包括：

在所述半導(dǎo)體襯底中形成第二導(dǎo)電類型的埋區(qū)，所述埋區(qū)位于所述橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的下方。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述技術(shù)方案中，通過在橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的下方形成與半導(dǎo)體襯底導(dǎo)電類型不同的埋區(qū)，從而半導(dǎo)體襯底和埋區(qū)可以同時輔助耗盡橫向超結(jié)結(jié)構(gòu)的N型柱區(qū)和P型柱區(qū)，補償了襯底輔助效應(yīng)造成的N型柱區(qū)和P型柱區(qū)之間的電荷不平衡，可以獲得較高的橫向擊穿電壓。同時，半導(dǎo)體襯底和埋區(qū)之間的PN結(jié)向半導(dǎo)體襯底的表面和縱向方向各引入了一個高電場峰，可以通過電場調(diào)制效應(yīng)得到更均勻的橫向和縱向的電場分布，因而可以獲得更高的橫向和縱向擊穿電壓。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1表示本發(fā)明實施例中SJ-LDMOS結(jié)構(gòu)的三維視圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

實施例一