[发明专利]一种具有多晶硅岛的LDMOS器件

说明书

本发明提供一种具有多晶硅岛的LDMOS器件，N型漂移区的内部上表面有沟槽，沟槽内填有绝缘介质层，沟槽内有多个多晶硅岛，多晶硅岛沿着水平方向等间距排列，多晶硅岛中存储有负电荷，且负电荷的存储量沿着N型漏极接触区到P型体区的方向逐渐减少；本发明当器件反向阻断时，N型漂移区与多晶硅岛之间有纵向电场，辅助耗尽N型漂移区，在相同的耐压下，N型漂移区可采用更高的掺杂浓度，降低器件的导通电阻；同时由于N型漂移区从右往左电势不断降低，而多晶硅岛中的负电荷量从右往左不断减少，这样就使得N型漂移区的纵向电场分布更加均匀，从而横向电场更加接近矩形分布，提高LDMOS的击穿电压。

技术领域

本发明涉及功率半导体技术，具体涉及一种具有多晶硅岛的LDMOS器件。

背景技术

随着半导体行业的不断发展，以横向双扩散金属氧化物半导体器件(LDMOS)为代表的横向器件得到广泛应用。在LDMOS器件的设计中，击穿电压BV和比导通电阻Ron,sp是非常关键的电学参数，而这两者之间存在相互制约的硅极限问题：Ron,sp∝BV^2.5，这一矛盾关系大大限制了LDMOS在高压大电流领域的应用。为了解决这个问题，人们提出了Resurf技术。

Resurf(Reduced Surface Field，降低表面电场)技术是在设计横向高压、低导通电阻器件中最广泛使用的技术，运用该技术可以设计出20V-1200V的集成高压器件。该技术通过让漂移区全部耗尽，将表面的电场峰值降低，从而让器件体内的电场峰值比表面电场峰值先达到极值，以提高击穿电压。对于体硅Single Resurf LDMOS器件，电子从源区移动到漏区，器件电流主要从表面由漏区流向源区，LDMOS器件漂移区承载的耐压主要由漏区和漂移区形成的反向PN结承担，器件耐压不大。为了提升体硅结构下的LDMOS器件的耐压，必须降低漂移区掺杂浓度，然而因漂移区掺杂浓度下降，又将增大整个器件的导通电阻，这一矛盾关系是此类结构器件共同拥有的。为了保持耐压不降低，同时又能降低器件导通电阻，人们又提出了Double Resurf技术。该技术是通过在漂移区上方增加了P-top层，辅助耗尽漂移区，在提高击穿电压的同时，降低导通电阻。该结构优化了器件耐压和比导通电阻的矛盾关系，因而得到了广泛应用。但是，该结构也存在一定的缺陷，其漂移区的横向电场如图1所示，可以看出，由于整个P-top层上的电位相同，漂移区内的横向电场沿着水平方向下降，制约了击穿电压的进一步提高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有多晶硅岛的LDMOS器件。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种具有多晶硅岛的LDMOS器件，包括P型衬底、P型外延层、P型体区、N型漂移区、栅极结构；其中，所述P型外延层位于P型衬底的上表面；所述P型体区和N型漂移区位于P型外延层的内部上表面；所述P型体区和N型漂移区的侧面接触；所述P型体区的内部上表面有重掺杂的P型源极接触区和重掺杂的N型源极接触区；所述P型源极接触区和重掺杂的N型源极接触区的侧面接触；所述P型源极接触区和重掺杂的N型源极接触区的内部上表面有源极接触；所述P型体区的上表面有栅极结构，所述栅极结构包括侧墙和栅氧化层以及多晶硅栅电极；所述栅氧化层与P型体区相接触；所述多晶硅栅电极位于栅氧化层的上表面；所述侧墙分立于栅氧化层和多晶硅栅电极的两侧；所述N型漂移区的内部上表面远离P型体区的一侧有重掺杂的N型漏极接触区；所述N型漏极接触区的内部上表面有漏极接触；所述N型漂移区的内部上表面有沟槽，所述沟槽位于P型体区和N型漏极接触区之间且与N型漏极接触区不接触；所述沟槽内填有绝缘介质层，所述沟槽内有多个多晶硅岛，所述多晶硅岛沿着水平方向等间距排列，所述多晶硅岛中存储有负电荷，且负电荷的存储量沿着N型漏极接触区到P型体区的方向逐渐减少。

作为优选方式，所述源极接触和漏极接触的材料是金属硅化物。