[發明專利]一種耐壓半導體元件

在審

• 申請號: 201711308565.6
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN107863381A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 羅艷
• 申請（專利權）人: 四川九鼎智遠知識產權運營有限公司
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 詹永斌

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別是涉及一種耐壓半導體元件。

背景技術

半導體器件工作在高源漏電壓下時，其柵極靠近漏極一端附近會形成高電場尖峰，這種局部區域的高電場可以引起非常大的柵極泄漏電流，從而容易降低器件的擊穿電壓，最終可能導致有源區發生擊穿使得器件失效。

為了防止器件被擊穿，目前廣泛使用的方法是采用場板結構，即在柵極靠漏端一側放置一個場板，場板通常與源極或柵極相連，在柵漏區域產生一個附加電勢，增加了耗盡區的面積，提高了耗盡區的耐壓，并且該場板對柵漏區域的電場線分布進行了調制，尤其是對柵極近漏端邊緣的密集電場線進行了有效的調制，使得電場線分布更加均勻，以此來降低柵極近漏端邊緣的電場，減小柵極泄露電流，提高器件的擊穿電壓。

但是在這樣的場板結構中，場板都是直接覆蓋在介質層上面的，而介質層一般比較薄，此時場板與柵極金屬距離非常接近，并且大面積的場板金屬與其下方的柵極完全交疊，寄生柵源電容與場板同柵極金屬的距離成反比，與場板同柵極金屬的交疊面積成正比，再加上介質層的介電常數相對較大，所以器件工作過程中會產生很大的寄生柵源電容，導致器件頻率特性變差。雖然增加場板下方的介質層的厚度可以減小寄生柵源電容，但介質層的厚度增加后源場板對柵漏區域的電場調制效果就會變弱，可能失去采用場板結構的意義。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種耐壓半導體元件，能夠提高器件的擊穿電壓。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種耐壓半導體元件，包括：P型襯底；隔離層，所述隔離層位于所述P型襯底上；N型硅層，所述N型硅層位于所述隔離層上；P型阱，所述P型阱位于所述N型硅層一側的所述隔離層上；N型阱，所述N型阱位于所述N型硅層另一側的所述隔離層上；源極，所述源極位于所述P型阱上；漏極，所述漏極位于所述N型阱上；氧化層，所述氧化層位于所述N型硅層上；第一介質層，所述第一介質層覆蓋所述源極和漏極之間的所述氧化層、P型阱和N型阱，所述第一介質層上設有柵極；第二介質層，所述第二介質層位于所述第一介質層和所述柵極上，所述第二介質層部分覆蓋所述柵極；金屬場板，所述金屬場板跨設在所述柵極上，所述金屬場板的截面形狀為中間高兩邊低的階梯形，且所述金屬場板的一端與源極連接，另一端搭接在所述第二介質層上；粘附層，所述粘附層位于所述第二介質層與所述柵極的上表面之間；其中，所述第一介質層內具有位于下層的多個半絕緣電阻極板和位于上層的多個導體場板，所述多個半絕緣電阻極板和所述多個導體場板均橫向間隔排列，且任意一個所述半絕緣電阻極板與上層相鄰的一個導體場板垂直連接，與上層相鄰的另一個導體場板構成電容器，位于左右最外側的兩個導體場板分別與所述P型阱和N型阱垂直連接。

優選的，所述多個半絕緣電阻極板設于所述氧化層上表面。

優選的，相鄰兩個半絕緣電阻極板的間距為2微米。

優選的，所述柵極與所述漏極之間的第二介質層上埋設有金屬柱，所述金屬場板與所述第二介質層搭接的一端與所述金屬柱固定連接。

本發明的有益效果是：區別于現有技術的情況，本發明通過設置跨過柵極的金屬場板，金屬場板的截面形狀為中間高兩邊低的階梯形，并且在金屬場板下方的介質層中設置橫向排列的多個半絕緣電阻極板和多個導體場板，任意一個半絕緣電阻極板與上層相鄰的一個導體場板垂直連接，與上層相鄰的另一個導體場板構成電容器，這樣，不僅金屬場板與柵電極的距離變大，而且高電場的能量會分散在多個電容器中，從而能夠提高器件的擊穿電壓。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的耐壓半導體元件的剖視結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

參閱圖1，是本發明實施例提供的耐壓半導體元件的剖視結構示意圖。本發明實施例的耐壓半導體元件包括P型襯底10、隔離層20、N型硅層30、P型阱31、N型阱32、源極41、漏極42、氧化層50、第一介質層60、第二介質層70、金屬場板80和粘附層90。隔離層20起隔離作用，P型襯底10可以使用重摻雜。由于P型襯底10被隔離層20與其余部分隔離開，所以對器件的擊穿特性影響很小。