[实用新型]一种射频横向扩散N型MOS管

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种横向扩散金属氧化物半导体管，尤其是阶梯沟槽隔离结构射频N型金属氧化物半导体管。

背景技术

射频横向扩散N型金属氧化物半导体管（MOS管）具有高功率增益、高效率及低成本等优点，被广泛应用于移动通信基站、雷达、导航等领域。射频横向扩散N型金属氧化物半导体管包括靠近漏区的轻掺杂漂移区以增加击穿电压。由于轻掺杂漂移区的存在，半导体管因此具有较高的导通电阻。为了进一步提高射频横向扩散N型金属氧化物半导体管的击穿电压，增大输出功率，通常增加漂移区长度和降低漂移区掺杂浓度，半导体管导通电阻也会进一步增加，进而增大功耗降低效率。为了兼顾功率器件对高击穿电压和低导通电阻的性能要求，射频横向扩散N型金属氧化物半导体管的设计一般都会采用场极板技术来达到击穿电压和导通电阻之间的平衡。

图1是一种现有技术的射频横向扩散N型金属氧化物半导体管的示意图。在P型衬底10上形成P型外延层11和P型下沉区（sinker区）12，在P型外延层11上形成N型漂移区14；在P型外延层11上且位于N型漂移区14两端分别相邻设置N型漏15和P型沟道13；在外延层11上且位于与P沟道13相邻的位置形成N型源16；在P型沟道13的表面包覆有栅氧层171；在栅氧层171的表面包覆有多晶硅栅17；在多晶硅栅17及N型漂移区14的表面包覆有场氧化层172；在N型漏15上形成金属电极（漏极）19。为了改善N型漂移区14内部的电场分布，降低N型漂移区14与P型沟道13之间PN结处电场峰值，增加半导体管击穿电压，在场氧化层172的表面包覆有金属场极板18。

这种现有技术的射频横向扩散N型金属氧化物半导体管简单实用，但是，还没有最大的利用芯片面积，在相同的结构尺寸下，还没有达到最大的击穿电压及最小的导通电阻。

发明内容

本实用新型目的是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单且与现有射频横向双扩散金属氧化物半导体工艺相兼容的漂移区具有阶梯浅沟槽隔离结构的射频横向扩散N型金属氧化物半导体管，在相同的结构尺寸下，提升半导体管的击穿电压，而导通电阻保持不变。

本实用新型的技术方案是：一种射频横向扩散N型MOS管，在P型衬底上设有P型外延层，在P型外延层上设有N型漂移区，在P型外延层上且位于N型漂移区的相邻两端分别设置N型漏和P型沟道，在P型沟道的表面包覆有栅氧层，在栅氧层的表面包覆有多晶硅栅，在所述多晶硅栅的表面包覆有第一场氧化层，在所述N型漂移区上设有阶梯浅沟槽隔离氧化层，所述阶梯浅沟槽隔离氧化层包括位于N型漂移区之上的第二浅沟槽隔离氧化层和位于第二浅沟槽隔离氧化层之上的第一浅沟槽隔离氧化层；在所述阶梯浅沟槽隔离氧化层的表面包覆有第二场氧化层，在所述第一场氧化层的表面包覆有金属场极板，所述金属场极板将第一场氧化层和第二场氧化层分隔。

进一步的，所述的一种射频横向扩散N型MOS管，在所述N型漏上设置金属电极，在所述P型衬底上还设置有P型下沉区，在P型下沉区的表面包覆金属场极板。

进一步的，所述的一种射频横向扩散N型MOS管，在所述P型外延层上设有N型源，所述N型源与所述P型沟道相邻，在所述N型源的表面包覆金属场极板。

进一步的，所述的一种射频横向扩散N型MOS管，所述的第一浅沟槽隔离氧化层和第二浅沟槽隔离氧化层的厚度均为0.15μm。

本实用新型的优点是：

（1）本实用新型在漂移区上部引入一个通过两次刻蚀而形成的阶梯浅沟槽隔离氧化层结构，使漂移区有效长度增加了沟槽深度的两倍左右，半导体管具有更好的击穿特性；

（2）本实用新型引入的阶梯浅沟槽隔离结构射频N型金属氧化物半导体管与传统的LOCOS工艺横向扩散N型射频半导体管相比，其制备工艺不同，必须采用新的浅沟槽隔离（STI）工艺，新的STI制备工艺消除了传统LOCOS工艺的鸟嘴效应；

（3）本实用新型在漂移区形成多个电场峰值，降低了漂移区靠近沟道一端的电荷聚集程度，漂移区电场分布相比传统的LOCOS工艺器件更加平坦，从而可以提高漂移区掺杂浓度，减小器件导通电阻，降低器件功耗；

（4）本实用新型在相同的器件工艺尺寸下，击穿电压较传统的射频横向双扩散N型金属氧化物半导体管提升9%以上，而导通电阻基本不变。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为现有技术的射频横向扩散N型金属氧化物半导体结构的示意图；

图2为本实用新型实施例的射频横向扩散N型金属氧化物半导体结构的示意图；