[發明專利]一種硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管及其制作方法

有效

• 申請號: 202010699364.9
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111725321B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 段寶興;王彥東;楊銀堂
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01L29/78
• 分類號: H01L29/78;H01L21/336;H01L29/06;H01L29/45;H01L29/47;H01L29/16
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本發明公開一種硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管及其制作方法。該器件中設置積累介質層，覆蓋P型基區與N⁺漏區之間的區域；設置硅材料的外延層覆蓋所述積累介質層；肖特基柵極和肖特基漏極，分別位于外延層的左端側面、右端側面；歐姆柵極與肖特基柵極通過導線連接，整體作為器件的柵極；歐姆漏極與肖特基柵極通過導線連接，整體作為器件的漏極。肖特基積累層用于引入高濃度電子，使得導通不依賴摻雜濃度，大幅度降低器件的導通電阻；同時通過緩沖層調制漂移區的電場，使電場分布更均勻，可大幅度提高器件的擊穿電壓。

技術領域

本發明涉及半導體功率器件技術領域，具體涉及一種橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管。

背景技術

橫向雙擴散金屬氧化物半導體場效應管(Lateral Double-diffused MOSFET，簡稱LDMOS)作為壓控型多子導電器件，且源、柵、漏三個電極均位于器件表面，具有易驅動、易集成、頻率好等優點，得到了廣泛的應用。

LDMOS在橫向上的耐壓主要由輕摻雜的漂移區承擔，為了實現更高的耐壓，需降低漂移區的摻雜濃度或增加漂移區的橫向長度。LDMOS導通時，漂移區電阻由漂移區摻雜濃度直接決定，故降低漂移區摻雜濃度會增加器件的導通電阻，而增加漂移區橫向長度則會增加LDMOS器件所占用的芯片面積，兩者均會導致比導通電阻的大幅度增加。因此，進行器件結構的優化設計，在提高器件耐壓的同時，降低器件的比導通電阻，進而實現耐壓與比導通電阻特性的良好折中，成為LDMOS器件研究的熱點問題。

普通橫向雙擴散場效應晶體管中擊穿電壓和比導通電阻二者呈現矛盾關系，這是由于高的擊穿電壓需要低的摻雜濃度，而低的摻雜濃度會導致高的導通電阻。

發明內容

本發明提出了一種硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，可獲得更好的擊穿電壓與比導通電阻關系，大幅度提高器件的擊穿電壓并且降低導通電阻。

本發明的技術方案如下：

一種硅基肖特基積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管，包括：

P型硅襯底，P型硅襯底的背面設置有襯底電極；

在P型硅襯底上部左端區域形成的P型基區，在P型基區中形成相應的溝道以及N⁺源區和P⁺源區；

在P型硅襯底上部右端區域形成的N型緩沖層，所述N型緩沖層與P型基區存在間隔；N型緩沖層的上部右端區域形成N⁺漏區；

源極，位于P⁺源區與N⁺源區上方；

柵極介質層，覆蓋N⁺源區右側的溝道表面區域；

歐姆柵極，覆蓋所述柵極介質層；

歐姆漏極，位于N⁺漏區表面；

積累介質層，覆蓋P型基區與N⁺漏區之間的區域；

外延層，覆蓋所述積累介質層；

肖特基柵極和肖特基漏極，分別位于外延層的上表面左端區域、右端區域；

所述歐姆柵極與肖特基柵極通過導線連接，整體作為器件的柵極；

所述歐姆漏極與肖特基柵極通過導線連接，整體作為器件的漏極。

所述外延層中靠近肖特基漏極的區域通過離子注入形成N⁺區，所述N⁺區與肖特基漏極保持間距，積累介質層高于歐姆柵極和歐姆漏極。