[发明专利]基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构

说明书

技术领域

基于衬底偏压技术的硅基功率器件结构，属于半导体功率器件技术领域，它特别涉及硅基功率器件耐压技术领域。

背景技术

一个理想的功率器件，应当具有理想的静态和动态特性，在截止状态时能承受高电压；在导通状态时具有大电流和很低的压降。横向器件电极都在芯片的表面，易于通过内部连接实现与低压信号电路集成，驱动电路简单。LDMOS(lateral double diffused MOS)作为一种常用的横向功率器件，具有抗二次击穿的热稳定性、不易发生电流局部集中、开关速度快和频率特性好等优点。

典型的常规n型LDMOS的结构如图1所示，由源电极1，n⁺源区2，栅氧化层3，n型有源半导体层4，n⁺漏区5，漏电极6，p型沟道区7，p型衬底半导体层8组成。器件的阻断电压主要由有源半导体层和衬底半导体层承担，有源半导体层越厚，击穿电压越高，但是随之而来的是功率器件与低压电路的隔离越困难，不仅工艺实施难度大，而且器件制造成本高。参考文献如：Ludikhuize A W.Performance and innovative trends in RESURF technology.Proceeding of solid-state device research conference，2001：35-44；或Imam.M，Quddus.M，Adams.J，et al.Efficacy of Charge Sharing in Reshaping the Surface Electric Field in High-Voltage Lateral RESURF Devices.IEEE Transactions electron devices，2004，51(1)：141-148。

为了提高功率器件导通电阻和击穿电压间的折中关系，研究人员提出一系列新技术和结构，例如D-RESURF(double reduced surface field)技术、VLD(Variation in lateral doping)技术、场板技术、场限环技术和Superjunction结构等。以上技术和结构主要是针对提高器件的横向击穿电压，通过优化表面电场分布，从而达到提高功率器件开关特性的目的。