[發明專利]一種橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管

有效

• 申請號: 201711052150.7
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107845675B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 張春偉;李陽;王靖博;岳文靜;付小倩;李志明
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L29/78
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

本發明公開了一種橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管，包括：源極金屬以及與源極金屬相對的漏極金屬，所述源極金屬上連接寬度漸變型金屬場板，所述寬度漸變型金屬場板包括沿寬度方向排布的若干寬度漸變型金屬層，每一個所述寬度漸變型金屬層的寬度沿著源極到漏極的方向逐漸減小。該結構可以使場板上所感應的電荷在器件長度方向上分布更加均勻，從而使器件表面電場分布更加均勻，因此可以在保證器件導通電阻的條件下提高器件的橫向耐壓能力。

技術領域

本發明涉及功率半導體器件領域，更具體的說，是涉及一種適用于高壓應用的一種橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管(LDMOS)。

背景技術

橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管(LDMOS)是雙擴散金屬氧化物半導體場效應管器件(DMOS)的一種橫向高壓器件。具有耐壓高、增益大、失真低等優點，并且更易與CMOS工藝兼容，因此在智能功率集成電路中得到廣泛的應用。目前橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管(LDMOS)設計的重點是如何合理緩和擊穿電壓與導通電阻之間的矛盾，并且保證其有較高的穩定性。

傳統的橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管(LDMOS)結構如圖1所示，當前人們對橫向雙擴散金屬氧化物半導體晶體管研究的焦點主要集中在其漂移區濃度的設計，通過埋層技術減小器件表面電場強度(Reducd Sfurace Field,簡稱RESURF)，以及電阻場極板、Super Junction、漂移區漸變摻雜等技術來實現擊穿電壓與導通電阻的折中。

橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管在關斷耐壓的狀態下，其表面電勢沿著源極到漏極的方向逐漸增大，使得傳統場板上所感應的電荷逐漸增多，導致場板上電荷分布不均勻。

另外，為使體硅器件有更好的作用，提高器件的擊穿電壓是個重要的研究課題。源極金屬場板是提高器件擊穿電壓的一個重要技術，但是傳統的場板技術由于場板末端存在邊緣效應，場板的末端邊緣處會聚集大量的電荷，使得場板上電荷分布均勻性變差，降低了器件的擊穿電壓。解決這一問題將有效的提升器件的擊穿電壓。

現有技術公開了一種橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管結構，其場板末端均勻分裂成矩形塊的形式，能夠減小器件的源漏電容，提高器件的頻率特性。但是，該技術中的場板寬度是非漸變的，因此場板上的電荷沿長度方向分布不均勻，不能與漂移區中的空間電荷達到完美的平衡。同時，其場板分裂塊末端是對齊的，場板末端的邊緣效應會使場板末端積聚大量的電荷，導致器件表面電場分布不均勻。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提出了一種橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管，通過設置寬度漸變的場板以及改變場板的長度，使得器件具有更均勻的表面電場分布和更高的橫向耐壓能力。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管，包括：源極金屬以及與源極金屬相對的漏極金屬，所述源極金屬上連接寬度漸變型金屬場板，所述寬度漸變型金屬場板包括沿寬度方向排布的若干寬度漸變型金屬層，每一個所述寬度漸變型金屬層的寬度沿著源極到漏極的方向逐漸減小。

進一步地，所述寬度漸變型金屬場板還包括：塊狀金屬層；所述塊狀金屬層一端與源極金屬連接，另一端連接所述寬度漸變型金屬層。

進一步地，所述塊狀金屬層和寬度漸變型金屬層為一次成型的整體。

進一步地，所述寬度漸變型金屬層的長度不同。

進一步地，所述寬度漸變型金屬場板包括沿寬度方向排布的多個寬度漸變型第一金屬層和沿寬度方向排布的多個寬度漸變型第二金屬層；所述寬度漸變型第一金屬層和寬度漸變型第二金屬層的長度不同。

進一步地，所述寬度漸變型第一金屬層和寬度漸變型第二金屬層交錯排布。

進一步地，所述源極金屬和漏極金屬之間的空隙填充介質層。