[發明專利]一種PSOI橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管

有效

• 申請號: 201410234468.7
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN104009089B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 段寶興;李春來;楊銀堂;馬劍沖;袁嵩
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 胡樂

技術領域

本發明涉及半導體器件領域，特別是涉及一種PSOI橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管。

背景技術

橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管(Lateral?Double-diffused?MOSFET，簡稱LDMOS)由于具有易于與低壓器件集成等優點，而成為智能功率集成電路和片上系統設計中的關鍵器件。其主要特征在于基區和漏區之間加入一段相對較長的輕摻雜漂移區，并且該漂移區的摻雜類型與漏區一致，通過加入漂移區，可以起到分擔擊穿電壓的作用，提高了LDMOS的擊穿電壓。LDMOS的優化目標是獲得低的導通電阻，使傳導損失最小化。

SOI技術以其理想的介質隔離性能，相對簡單的介質隔離工藝等優點，使智能功率IC中的低壓電路與高壓器件之間可以實現幾乎理想的電氣隔離，具有更好的隔離性能。

目前，PSOI橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管基本上解決了傳統SOI器件的自熱的缺陷。而且，PSOI結構縱向耐壓較傳統SOI結構高，這主要是由于硅窗口的存在，使其耗盡后襯底承擔了一部分耐壓，并且隨襯底濃度的降低，縱向耐壓提高。但是，對于橫向高壓器件，擊穿電壓由橫向與縱向共同決定(取決于兩個最低者)，如果橫向耐壓得不到有效提高，則器件的擊穿電壓仍然難以提高。另外，單就提高縱向耐壓而言，在降低襯底濃度的同時，會使漂移區優化的濃度降低，這必然引起器件比導通電阻的增大。

發明內容

為了解決了一般PSOI結構縱向耐壓受橫向耐壓限制的矛盾，并保證較低的比導通電阻，本發明提出了一種埋層濃度漸變型PSOI橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管。

本發明的解決方案如下：

一種埋層濃度漸變型PSOI橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管，其特征在于，包括：分別位于半導體襯底表面上兩側且相互不鄰接的濃度漸變型埋層和介質埋層，其中，濃度漸變型埋層靠近基區一側，介質埋層靠近漏區一側；

基區位于濃度漸變型埋層表面，源區位于基區表面；

漂移區與基區相鄰接，位于濃度漸變型埋層、介質埋層以及這兩者之間的半導體襯底中部共同形成的表面；

漏區位于漂移區表面；

所述濃度漸變型埋層的摻雜類型與半導體襯底的摻雜類型相同，摻雜濃度大于半導體襯底的摻雜濃度，濃度漸變型埋層的摻雜濃度從源區到漏區方向呈整體遞減趨勢。

基于上述解決方案，本發明還進一步作如下優化限定和改進：

上述濃度漸變型埋層的摻雜濃度從源區到漏區方向梯度遞減或者線性降低。

上述濃度漸變型埋層的橫向長度小于漂移區的橫向長度。

上述濃度漸變型埋層的橫截面為規則圖形，當然也可以是不規則圖形。

上述濃度漸變型埋層的縱截面為規則圖形，當然也可以是不規則圖形。

本發明的有益效果如下：

通過在橫向PSOI結構的下方靠近源區的襯底表面形成與半導體襯底導電類型相同的摻雜埋區，摻雜濃度從源區到漏區方向分成幾個遞減區域或者是摻雜濃度按照線性變化降低。這樣，具有濃度漸變型埋層的PSOI?LDMOS結構表面電場在漸變型埋層電荷產生的附加電場作用下出現了許多新的峰，導致兩邊電場峰值降低，并且由于埋層的濃度是漸變的，從而電場分布較一般PSOI結構更加均勻，峰的位置在不同類型襯底交界面的交接處，這樣就提高了器件的橫向耐壓，解決了一般PSOI結構縱向耐壓受橫向耐壓限制的矛盾。

更優化地，如果埋層的濃度能夠做到線性降低的話，電場就呈現均勻，從而使得擊穿電壓達到最優，通過提高器件橫向耐壓來使擊穿電壓提高。

并且，濃度漸變型埋層的電中性作用，可以使漂移區有較高的濃度，并且從另一方面來說，由于埋層濃度漸變的，可以達到使得漂移區濃度漸變的效果，較一般PSOI降低了比導通電阻。

本方案器件制造簡單，工藝難度較低，可操作性較強。

附圖說明

圖1為本發明濃度漸變型埋層PSOI?LDOMS結構的一個實施例示意圖(縱截面)。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例，對本發明作進一步詳細描述。

本發明提供一種埋層濃度漸變型PSOI?LDMOS，通過結構的改進來改善擊穿電壓與比導通電阻之間的矛盾關系，實現高的擊穿電壓和低的比導通電阻。