[發明專利]一種抗輻照LDMOS器件

在審

• 申請號: 201910143085.1
• 申請日: 2019-02-26
• 公開（公告）號: CN109888017A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 方健;張二麗;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;H01L29/06
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

一種抗輻照LDMOS器件，屬于功率器件技術領域。本發明提出的LDMOS器件包括p型襯底，p型襯底中設置p阱、n型漂移區和場氧，p阱下設置有第一p+掩埋層，p阱中設置源極；n型漂移區中形成n阱，n阱中設置漏極；n型漂移區和源極之間的p阱上表面設置柵極；n型漂移區外部設置第二p+掩埋層形成隔離環；源極和柵極通過p阱與場氧隔離開，提高了LDMOS的抗總劑量效應TID的特性，從而實現抗輻照；p阱靠近所述場氧的一側設置p+摻雜區，有效減少了有源區擴展的面積；本發明與傳統的工藝完全兼容，工藝簡單，具有耐高壓和易于集成的特點。

技術領域

本發明屬于功率器件技術領域，涉及一種抗輻照LDMOS器件。

背景技術

LDMOS晶體管由于是橫向結構，并且電極均在表面，在大規模集成電路中很容易實現兼容性，同時其由于高耐壓的特性在微電子領域中的地位也越來越重要。LDMOS有條形LDMOS和圓形LDMOS之分，與圓形LDMOS相比，條形LDMOS面積小，并且容易避免高壓互聯的問題，因此國內大部分公司多采用條形LDMOS，本發明以條形LDMOS進行說明。圖1所示是條形LDMOS的俯視圖，圖2是圖1所示條形LDMOS在C-C’方向上的剖面圖，其中為了抑制寄生電流的產生將柵極一部分設置在場氧上，柵極、源極和漏極與場氧接觸，長的n型漂移區(Ndrift)可以起到耐高壓的作用。

當LDMOS晶體管在輻射環境中，特別是在航天領域中，由于絕緣層不斷累積氧化層固定電荷和界面態陷阱電荷，從而導致半導體器件的性能退化，這種現象叫做總劑量效應(TID效應)，總劑量效應會引起LDMOS晶體管的寄生溝道的產生，導致泄漏電流增加等問題。但是隨著工藝的發展，柵氧化層越來越薄，薄的柵氧化層的抗輻照特性也越來越強，因此在LDMOS管溝道邊沿的場氧化層與LDMOS會形成寄生溝道，如圖3所示是LDMOS中產生寄生溝道的示意圖，并且由于場氧化層比較厚，因此受輻照的影響很大，會使得場氧化層下形成寄生溝道的閾值電壓越來越小，從而在場氧化層與LDMOS晶體管溝道邊緣形成漏電通道，產生側向漏電，從而使得整個LDMOS管的功耗增加，LDMOS管可能會發生異常，甚至失效。

發明內容

針對上述傳統LDMOS管中由于場氧化層與LDMOS形成寄生溝道在柵下產生總劑量效應TID的區域，本發明提出一種抗輻照LDMOS器件，通過擴展柵下有源區，使得柵極和源極與場氧隔離開，以提高抗總劑量效應TID，實現抗輻照；該器件結構與傳統的LDMOS管的工藝完全兼容，不需要增加額外的掩模和工藝步驟，能夠適用于大規模集成。

本發明所采用的技術方案是：

一種抗輻照LDMOS器件，包括p型襯底，所述p型襯底中設置p阱、n型漂移區和場氧，所述p阱下設置有第一p+掩埋層，所述p阱中設置源極；所述n型漂移區中形成n阱，所述n阱中設置漏極；所述n型漂移區和源極之間的p阱上表面設置柵極；所述n型漂移區外部設置第二p+掩埋層形成隔離環；

所述源極和柵極通過p阱與所述場氧隔離開。

具體的，所述p阱靠近所述場氧的一側設置p+摻雜區。

具體的，所述p+摻雜區不進行電位連接。

具體的，所述p阱中源極遠離柵極的一側設置p+基區。

本發明的有益效果是：通過擴展柵下有源區將柵源與場氧隔離，提高了LDMOS的抗總劑量效應TID的特性，從而實現抗輻照；設置p+摻雜區減少了有源區擴展的面積；本發明與傳統的工藝完全兼容，工藝簡單，具有耐高壓和易于集成的特點。

附圖說明

圖1是傳統LDMOS的俯視圖。

圖2是圖1所示LDMOS結構中從C-C’方向的剖面圖。

圖3是傳統LDMOS中產生寄生溝道的示意圖。