[发明专利]一种具有L形垂直场板的LDMOS晶体管

说明书

本发明公开了一种具有L形垂直场板的LDMOS晶体管。有必要改良场板，提升器件的击穿电压和导通电阻。本发明的漂移区设置在衬底层围成的凹形区域内；源区设置在硅体的凹形区域内；硅体内侧面与漂移区和衬底层的交界面对齐，外侧面与衬底层外侧面对齐；漏区内侧面与漂移区和L形场板的交界面对齐，外侧面与衬底层外侧面对齐；氧化槽设置在漂移区围成的凹形区域内；氧化槽设有L形槽，L形槽包括竖直槽和水平槽；竖直槽开口于氧化槽的顶部；水平槽朝向漏区设置；L形垂直场板设置在氧化槽的L形槽中，L形垂直场板顶部伸出氧化槽外；器件沟道由源区和漂移区之间的硅体提供。本发明的硅膜层容纳载流子的能力更强，器件的导通电阻明显降低。

技术领域

本发明属于半导体高压功率集成电路用器件领域，具体涉及一种具有L形垂直场板的横向双扩散金属氧化物半导体(Lateral Double-diffused Metal-Oxide-Semiconductor,LDMOS)晶体管。

背景技术

随着高压功率集成电路的飞速发展，对于高压大功率半导体器件的要求也越来越严苛，所以高压器件性能的提升变得尤为重要。这就意味着需要提高器件功率控制容量，如击穿电压和工作电流；并改善器件性能指标参数，如导通电阻、工作频率以及开关速度等。场板技术的引入主要是通过使电场尖峰发生偏移，降低了源、漏端的电场强度，缓解了电场在源、漏端的集边效应，从而改善高压大功率器件的横向电场分布，提升器件的击穿电压、导通电阻等性能指标。随着传统场板的发展，后续出现了阶梯型场板、双阶梯型场板、垂直型场板等技术，可以更好地改善高压大功率器件的性能。因此，在现有的场板技术基础之上，对场板进行进一步的改良，使得器件的击穿电压和导通电阻等性能得到进一步提升，对扩展高压大功率器件的应用范围和促进半导体功率集成电路的发展具有积极作用。

发明内容

本发明的目的是为功率集成电路的发展提供一种具有高击穿电压、低导通电阻、高驱动能力的LDMOS晶体管。

本发明采用的技术方案如下：

本发明包括衬底层、硅膜层和器件顶层。所述的衬底层在最底部，呈凹形；衬底层为P型掺杂的硅材料；硅膜层位于衬底层上方，包括源区、硅体、漂移区、漏区、氧化槽和L形垂直场板；漂移区设置在衬底层围成的凹形区域内；硅体和漏区位于衬底层两端，硅体呈凹形，源区设置在硅体的凹形区域内；硅体内侧面与漂移区和衬底层的侧部交界面对齐，外侧面与衬底层外侧面对齐；漏区内侧面与漂移区和氧化槽的侧部交界面对齐，外侧面与衬底层外侧面对齐；漂移区呈凹形，氧化槽设置在漂移区围成的凹形区域内；氧化槽设有L形槽，L形槽包括竖直槽和水平槽；竖直槽开口于氧化槽的顶部；水平槽朝向漏区设置；L形垂直场板设置在氧化槽的L形槽中，L形垂直场板顶部伸出氧化槽外。源区顶面、硅体顶面、漂移区靠近硅体一侧的顶面、氧化槽顶面以及漏区顶面对齐设置；氧化槽采用二氧化硅材料，源区、硅体、漂移区、漏区和L形垂直场板都为硅材料；器件沟道由源区和漂移区之间的硅体提供；硅体掺杂类型为P型；漂移区掺杂类型为N型；源区和漏区的掺杂类型为N型，L形垂直场板的硅材料不进行掺杂。器件顶层包括栅氧化层、源电极、栅电极和漏电极；栅氧化层位于沟道上方，且与L形垂直场板接触；栅氧化层采用二氧化硅材料；栅氧化层被栅电极全部覆盖；源电极位于源区上方，且与栅氧化层之间设有间距；漏电极位于漏区上方，且与氧化槽在长度方向上设有间距。