[发明专利]一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管

说明书

技术领域

本发明属于半导体功率器件技术领域，涉及横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管（Lateral Double Diffused MOSFET，LDMOS）技术领域，尤其涉及降低栅-漏电容C_gd的LDMOS。

背景技术

    LDMOS作为一种功率开关器件，其具有工作电压相对高、工艺简单、易于同低压CMOS电路在工艺上兼容等优点，在工作时包括有“关态（Off-state）”和“开态（On-state）”。随着LDMOS的广泛应用功率集成电路（Power Integrated Circuit，PIC）（例如电源管理芯片），对LDMOS的器件性能要求也越来越高，其中一个重要要求在于提高LDMOS的开关速度。

    影响LDMOS的开关速度的重要因素之一是栅-漏电容C_gd，也即栅极到漏极的电容，C_gd越小，LDMOS的快关速度越快，从而越适合在转换效率要求高的情况下应用。因此，业界追求减小C_gd以减少充电时间来提升开关速度；并且，同时也不希望牺牲LDMOS的直流输出特性，例如，崩溃电压。

发明内容

本发明的目的在于，减小LDMOS的栅-漏电容C_gd并不导致降低LDMOS的崩溃电压。

为实现以上目的或者其他目的，本发明提供一种LDMOS，包括：

源区，

栅介质层，

漏区，

设置在所述漏区（220）和栅介质层之间的漂移区，

设置在所述漂移区之上的场氧化层，以及

栅极；

所述栅极包括对应设置在所述栅介质层之上的第一部分和从所述第一部分延伸至部分所述场氧化层之上的第二部分；所述第二部分在沟道方向的第二长度被设置为小于预定长度值以减小所述LDMOS的栅-漏电容；

其中，所述LDMOS的崩溃电压随所述第二长度的变化而变化，所述LDMOS的栅极的第二部分的长度如果被设置为等于所述预定长度值时，所述LDMOS的崩溃电压能够基本达到最大崩溃电压值；

并且，所述LDMOS还包括设置在场氧化层之上的用于提高LDMOS的崩溃电压的场区辅助电极。

按照本发明一实施例的LDMOS，其中，通过设置所述场区辅助电极在沟道方向的长度以使所述LDMOS的崩溃电压基本等于最大崩溃电压值。

在之前所述实施例的LDMOS中，较佳地，所述场区辅助电极在沟道方向的长度基本等于所述预定长度值减去所述第二长度和所述场区辅助电极相对所述第二部分的间距之后所得的值。

在之前所述实施例的LDMOS中，所述第二长度可以等于所述预定长度值的10%至90%。

在之前所述实施例的LDMOS中，较佳地，所述第二长度等于所述预定长度值的30%。

按照本发明又一实施例的LDMOS，其中，所述LDMOS形成于第一导电类型的半导体衬底之上；

所述LDMOS还包括：

形成在所述半导体衬底中的第一导电类型的第一阱；

形成在所述半导体衬底中的第二导电类型的第二阱。

在之前所述任一实施例的LDMOS中，较佳地，所述源区形成于所述第一阱中，所述漏区形成于所述第二阱中。

在之前所述任一实施例的LDMOS中，较佳地，所述第一导电类型为P型，所述第二导电类型为N型。

在之前所述任一实施例的LDMOS中，较佳地，所述场区辅助电极接地。

在之前所述任一实施例的LDMOS中，较佳地，所述场区辅助电极的被设置在相对靠近所述漏区一侧的所述场氧化层之上。

在之前所述任一实施例的LDMOS中，较佳地，所述LDMOS应用于开关式电源管理芯片。

本发明的技术效果是，通过缩短覆盖在场氧化区之上的栅极部分的长度，减小栅-漏电容；并同时通过在栅极未覆盖的场氧化区上设置场区辅助电极，降低场氧化区之下的表面电场，从而提高崩溃电压，提高的崩溃电压的大小基本等于因场氧化区之上的栅极部分的长度的缩短所导致的崩溃电压的减小部分。因此，本发明的LDMOS栅-漏电容C_gd小，开关速度快，并且，崩溃电压高，直流输出特性好。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其他目的及优点更加完全清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。