[實用新型]低柵漏電容的縱向場效應晶體管

有效

• 申請號: 201720207029.6
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN206490067U
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 胡欣
• 申請（專利權）人: 上海矽望電子科技有限公司
• 主分類號: H01L29/423
• 分類號: H01L29/423;H01L29/417
• 代理公司: 上海大視知識產權代理事務所(特殊普通合伙)31314
• 代理人: 蔡沅

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，特別涉及場效應晶體管技術領域，具體是指一種低柵漏電容的縱向場效應晶體管。

背景技術

隨著電子信息技術的迅速發展，特別是像時尚消費電子和便攜式產品的快速發展，金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)等功率器件的需求量越來越大。MOSFET主要分為橫向和縱向兩種，橫向MOSFET優勢在于其具有較好的集成性，可以更容易地集成到現有技術的工藝平臺上。但由于其耐壓的漂移區在表面展開，則暴露了其最大的不足，占用的面積較大，耐壓越高的器件，劣勢越明顯。而縱向MOSFET很好的避免了這一問題，因此，超高壓的分立器件仍然以縱向MOSFET為主。如圖1所示為典型的縱向MOSFET的結構示意圖，這種將承受耐壓的漏源兩極分別設置在器件的上下兩端，使電流在器件內部垂直流通，增加了電流密度改善了導通電阻特性。

一個完整的分立器件MOSFET，如圖2所示，通常包含元胞區和終端區。圖2僅表示了部分終端結構和一個最小元胞單元，虛線部分代表元胞的重復。元胞區是器件的核心，元胞區是由多個最小單元重復而成，每個最小元胞單元的源極與源極相連，柵極與柵極相連；而好的終端區設計可以起到對元胞區的保護作用，同時可以改善元胞區的導通和耐壓均勻性。

工作損耗是功率器件最重要的性能參數之一，工作損耗包括導通損耗、截止損耗和開關損耗三部分。其中，導通損耗由導通電阻決定，截止損耗取決于反向漏電流大小，開關損耗是指功率器件在導通和關斷的過程中寄生電容充放電帶來的損耗。為了滿足功率器件適應高頻應用的需求，降低功率器件的開關損耗具有深遠意義。影響開關損耗的寄生電容包含柵源電容C_gs、柵漏電容C_gd以及漏源電容C_ds三大部分。其中柵漏電容C_gd對開關損耗的影響最大。如圖3所示，為現有技術中各種寄生電容的組成要素，柵漏電容C_gd由柵極與漏極之間的氧化層電容C_gd(OX)和漏極區的耗盡電容C_gd(dep)兩部分組成，氧化層電容C_gd(OX)主要取決于氧化層的厚度，耗盡電容C_gd(dep)大小與工藝和器件結構相關。

如何通過改進場效應晶體管的結構，減小柵漏電容，從而降低開關損耗，提升場效應晶體管的性能，使之更適用于高頻應用，成為本領域亟需解決的問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種通過增加柵漏電容介質層的厚度，及進一步減少柵極與漏極覆蓋區域的面積，從而減小柵漏電容，降低開關損耗，提升場效應晶體管的性能，進而使之更適用于高頻應用的低柵漏電容的縱向場效應晶體管。

為了實現上述的目的，本實用新型的低柵漏電容的縱向場效應晶體管具有如下構成：

該低柵漏電容的縱向場效應晶體管包括：作為漏極的襯底，作為源極的N+注入區，以及作為柵極的多晶硅。還包括形成于所述的襯底頂部一部分的P-體區；所述的N+注入區形成于所述的P-體區頂部的一部分；所述的多晶硅則形成于所述的襯底頂部的另一部分與所述的P-體區頂部的另一部分之上；同時，還包括形成于所述的多晶硅與所述的襯底之間的厚柵氧區。

該低柵漏電容的縱向場效應晶體管中，所述的厚柵氧區為熱氧化層或淺槽隔離層。

該低柵漏電容的縱向場效應晶體管還包括：作為體區引出端的P+注入區，該P+注入區形成于所述的P-體區頂部。

該低柵漏電容的縱向場效應晶體管中，所述的多晶硅覆蓋于所述的P-體區頂部未設置N+注入區和P+注入區的部分以及所述的厚柵氧區的頂部。

該低柵漏電容的縱向場效應晶體管中，所述的厚柵氧區的頂部靠近所述襯底頂部的部分區域以及所述襯底頂部靠近所述厚柵氧區的部分區域之上覆蓋有所述的多晶硅，該多晶硅的截面呈階梯型。

采用了該實用新型的低柵漏電容的縱向場效應晶體管，由于其在襯底的頂部形成有厚柵氧區，并在該厚柵氧區之上形成有作為柵極的多晶硅，從而利用該厚柵氧區增加了柵漏電容介質層的厚度，同樣的還可以進一步減少柵極與漏極覆蓋區域的面積，減小柵漏電容，降低開關損耗，提升場效應晶體管的性能，進而使本實用新型的低柵漏電容的縱向場效應晶體管更適用于高頻應用，且該低柵漏電容的縱向場效應晶體管的結構簡單，制造方法簡便，生產及應用成本也較為低廉。

附圖說明

圖1為現有技術中典型的縱向MOSFET的結構示意圖。