[發明專利]一種優品質因數橫向雙擴散金屬氧化物半導體器件

有效

• 申請號: 201911058197.3
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110808287B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 劉斯揚;楊玲;葉然;盧麗;王琪朝;孫偉鋒;時龍興
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L29/06;H01L21/336
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

一種優品質因數橫向雙擴散金屬氧化物半導體器件，包括：P型襯底，在P型襯底的上方設有N型區，在N型區的上方有P型體區和N型漂移區，在P型體區內設有N型源區和P型區，在N型漂移區內設有N型漏區，在N型漏區、N型源區和P型區上設有金屬接觸，在N型區的上方設有柵氧化層，在柵氧化層上方覆蓋有多晶硅柵場板，在柵氧化層和N型漏區之間設有場氧層，在場氧層上方設有源級場板，其特征在于，所述源級場板由一排相互間隔排列且相抵的低位源級場板和高位源級場板組成，高位源級場板與N型漂移區之間的距離大于低位源級場板與N型漂移區之間的距離。本發明可在擊穿電壓基本不變的基礎上，獲得較優的品質因數。

技術領域

本發明涉及功率半導體器件領域，是關于一種優品質因數橫向雙擴散金屬氧化物半導體器件。

背景技術

隨著半導體技術及其應用領域的迅速發展，功率半導體器件制造工藝和結構不斷進步，促使功率器件向著高性能方向發展。

功率器件中橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管(Lateral Double-DiffusedMOSFET，簡稱LDMOS)具有開關速度快、輸出功率大、線性增益高、耐久性好等優點，同時LDMOS器件基于成熟的硅工藝，使得其制作成本較低，所以LDMOS器件逐漸取代硅雙極型功率器件，成為射頻大功率器件的主流技術，廣泛應用在移動通信、雷達、航空航天、廣播基礎設施等射頻領域。

隨著LDMOS應用在更多更廣的射頻領域中，進一步提高器件的頻率性能就尤為重要。LDMOS的射頻性能受本征寄生電容的影響，同時，器件的寄生效應會降低特性參數，例如效率、增益、截止頻率等，并且造成輸入輸出匹配困難。為了具有高頻率性能，必須最小化寄生電容。器件的截止頻率和最高振蕩頻率是權衡一個器件頻率特性的重要參考指標，而兩者主要受器件柵漏寄生電容的影響。另一個衡量LDMOS器件的指標是品質因數(FOM)，即柵漏電容與導通電阻的乘積，品質因數將LDMOS器件的兩個重要參數綜合考慮，更能全面衡量器件的性能，只有降低品質因數才能實現真正的技術改進。所以提高LDMOS器件的射頻性能主要考慮減小柵漏電容，從而有效的提高器件的截止頻率和最高振蕩頻率，降低器件的品質因數，提高器件的開關速度，減小的器件開關損耗，使得LDMOS器件可以很好地往高頻低功耗領域發展。

發明內容

為了獲得更好的高頻性能、更低的開關損耗，本發明提供一種優品質因數橫向雙擴散金屬氧化物半導體器件，在同樣的尺寸下與傳統的LDMOS器件相比，可在擊穿電壓下基本不變的情況下能降低器件的柵漏電容。

本發明采用的技術方案如下：

一種優品質因數橫向雙擴散金屬氧化物半導體器件，包括：P型襯底，在P型襯底的上方設有N型區，在N型區的上方有P型體區和N型漂移區，在P型體區內設有N型源區和P型區，在N型漂移區內設有N型漏區，在N型漏區、N型源區和P型區上分別設有漏極金屬接觸、源極金屬接觸和體區金屬接觸，在N型區的上方設有柵氧化層，并且所述柵氧化層的一端始于N型源區，另一端向N型漏區延伸進入N型漂移區的上方，在柵氧化層上方覆蓋有多晶硅柵場板，在柵氧化層和N型漏區之間設有場氧層，且所述場氧層設在N型漂移區上，在場氧層上方設有源級場板，其特征在于，所述源級場板由一排相互間隔排列且相抵的低位源級場板和高位源級場板組成，在高位源級場板的下方設有由場氧層局部上突形成的厚場氧層，所述厚場氧層抬高高位源級場板，并使高位源級場板與N型漂移區之間的距離大于低位源級場板與N型漂移區之間的距離。所述高位源級場板至N型漂移區的距離與低位源級場板至N型漂移區的距離之比為2∶1。所述位于高位源級場板下方的N型漂移區部分的濃度大于低位源級場板下方的N型漂移區部分的濃度。所述高位源級場板下方的N型漂移區部分的濃度范圍為5e15～8.5e15。所述低位源級場板下方的N型漂移區部分的濃度為3e14～6.5e14。

與現有器件相比，本發明具有如下優點：