[發明專利]具有低比導通電阻的橫向高壓器件

在審

• 申請號: 201811288618.7
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109411540A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 周鋅;趙凱;馬闊;王睿迪;喬明;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/739;H01L29/40;H01L29/06
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 敖歡;葛啟函

1.一種具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：包括第二型摻雜雜質半導體襯底(1)；形成于所述第二型摻雜雜質半導體襯底(1)之上的第一型摻雜雜質漂移區(3)和第二型摻雜雜質阱區(4)；形成于所述第二型摻雜雜質阱區(4)之中的第二型摻雜雜質接觸區(5)和第一型摻雜雜質源區(6)；形成于所述第一型摻雜雜質漂移區(3)之中的第一型摻雜雜質阱區(7)；形成于第一型摻雜雜質阱區(7)之中的第一型摻雜雜質漏區(8)；形成于所述第一型摻雜雜質漂移區(3)和第二型摻雜雜質阱區(4)上方及左右兩側的第一介質層(9)；形成于所述第一型摻雜雜質漂移區(3)和第二型摻雜雜質阱區(4)兩側的第二介質層(15)；所述第一介質層(9)中設置有多晶硅柵(10)、源極金屬(12)和漏極金屬(13)；在所述第二型摻雜雜質阱區(4)到第一型摻雜雜質阱區(7)之間環繞第一型摻雜雜質漂移區(3)的第一介質層(9)中還設置有n個電極(11)，n≥2；所述n個電極中任意兩電極在從第二型摻雜雜質阱區(4)到第一型摻雜雜質阱區(7)的方向上的投影之間有間隔，第i個電極的下表面與第一型摻雜雜質漂移區(3)上表面之間的距離H_i大于V_i/E_i.max9，第i個電極的內表面與第一型摻雜雜質漂移區(3)外表面之間的距離W_i大于V_i/E_i.max15，其中，V_i為第i個電極上的電壓，E_i.max9為第一介質層9臨界擊穿電場，E_i.max15為第二介質層(15)臨界擊穿電場，i＝1、2、3…n；各電極(11)上的電壓均接入固定偏置，每個電極電壓不同，且各電極上的電壓均小于所述橫向高壓器件的擊穿電壓。

2.根據權利要求1所述的具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：所述n個電極(11)中的任意相鄰兩個電極中，靠近第一型摻雜雜質阱區(7)一端的電極的內表面與第一型摻雜雜質漂移區(3)外表面之間的距離W_i+1，不低于靠近第二型摻雜雜質阱區(4)一端的電極的內表面與第一型摻雜雜質漂移區(3)外表面之間的距離W_i，靠近第一型摻雜雜質阱區(7)一端的電極的下表面與第一型摻雜雜質漂移區(3)上表面之間的距離H_i+1，不低于靠近第二型摻雜雜質阱區(4)一端的電極的下表面與第一型摻雜雜質漂移區(3)上表面之間的距離H_i。

3.根據權利要求1所述的具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：所述的第二介質層(15)采用低k介質。

4.根據權利要求1所述的具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：所述n個電極(11)中的任意相鄰的兩個電極中，靠近第一型摻雜雜質阱區(7)一端的電極上的電壓大于靠近第二型摻雜雜質阱區(4)一端的電極上的電壓。

5.根據權利要求1所述的具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：所述電極(11)材料為多晶硅。

6.根據權利要求1所述的具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：所述電極(11)材料為金屬。

7.根據權利要求1所述的具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：所述的第一型摻雜雜質為施主型時，第二型摻雜雜質為受主型，此時，電極相對于源極偏置在正電位；所述第一型摻雜雜質為受主型時，第二型摻雜雜質為施主型，此時，電極相對于源極偏置在負電位。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：所述第二型摻雜雜質半導體襯底(1)上方設置有埋氧層(2)，所述第一型摻雜雜質漂移區(3)和第二型摻雜雜質阱區(4)形成于埋氧層(2)之上。

9.根據權利要求1至7中任一項所述的具有低比導通電阻的橫向高壓器件，其特征在于：所述第一型摻雜雜質漏區(8)替換為第二型摻雜雜質集電區(14)；當為第一型摻雜雜質漏區(8)時，所述橫向高壓器件為橫向擴散金屬氧化物場效應晶體管，當為第二型摻雜雜質集電區(14)時，所述橫向高壓器件為橫向絕緣柵雙極性晶體管。