[發明專利]一種硅基結型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: 202010699370.4
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111725071B
• 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: H01L21/336
• 分類號: H01L21/336;H01L29/78;H01L29/06;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

本發明公開了一種硅基結型積累層和緩沖層橫向雙擴散場效應晶體管及其制作方法。該器件設置積累介質層，覆蓋P型基區與N⁺漏區之間的區域；在積累介質層上形成外延層，在外延層的左側端部、右側端部分別通過離子注入形成兩處P型區，并在所述外延層中鄰接右端P型區通過離子注入形成N⁺區；在柵介質層表面形成柵極，柵極與左端P型區鄰接；在N⁺漏區表面的右端區域形成漏極，漏極與右端P型區鄰接。本發明通過結型積累層結構可產生電子，使得導通電阻不依賴于摻雜濃度，從而大幅度降低器件的導通電阻。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場效應晶體管。

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，LDMOS)具有易集成、熱穩定性好、較好的頻率、低功耗、開關速度高等優點，成為智能功率電路和高壓器件的核心。隨著便攜式電源管理和汽車電子產品的市場需求日益增長，LDMOS受到越來越多的關注。

在橫向器件設計過程中，需要滿足弱化表面電場(Reduced Surface Field，簡稱RESURF)技術的條件，使得器件的擊穿點從表面轉移到體內。然而隨著器件漂移區長度的增加，器件的擊穿電壓主要受限于體內縱向耐壓能力，即由于橫向功率器件的電壓飽和效應，器件的擊穿電壓隨著漂移區長度的增加逐漸趨于飽和。此外，隨著耐壓級別的提高，導通電阻大幅度增加，很大程度上限制了LDMOS器件在高壓領域的應用。

發明內容

本發明提出了一種硅基結型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：

一種硅基結型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⁺源區和N⁺源區表面；

柵介質層，覆蓋N⁺源區右側的溝道表面區域；

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；

在所述外延層的左側端部、右側端部分別通過離子注入形成第一P型區和第二P型區，并在所述外延層中鄰接所述第二P型區通過離子注入形成N⁺區；所述N⁺區的左端不超出N⁺漏區左端對應的邊界；

在柵介質層表面形成柵極，柵極的右側鄰接第一P型區的左側；

在N⁺漏區表面的右端區域形成漏極，漏極的左側鄰接第二P型區以及積累介質層的右側。

上述外延層可以為N型，也可以為P型，可以輕摻雜或者不摻雜，其濃度低于N⁺區的摻雜濃度。外延層的材料可以是硅材料或多晶硅。