[实用新型]一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOI LDMOS

说明书

本实用新型涉及一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOI LDMOS，包括第一掺杂类型的衬底，所述衬底上设有双面电荷槽，所述双面电荷槽的顶部槽内通过离子注入的方式还设有多个第一掺杂类型且掺杂浓度不等的埋层，所述埋层的掺杂浓度按照从靠近漏端到远离漏端的顺序逐渐增高。本实用新型所述一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOI LDMOS通过提高SOI LDMOS的耐压进一步提高了SOI LDMOS的击穿电压。

技术领域

本实用新型涉及一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOI LDMOS。

背景技术

横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS,Lateral double-diffused MOStransistors)器件是本领域公知的一种良好的半导体，满足了高耐压，实现功率控制等方面的要求。LDMOS是DMOS的一种，而DMOS的另一种为垂直双扩散金属氧化物半导体(VDMOS,Vertical double-diffused MOS transistors MOSFET),LDMOS作为一种近似于传统的场效应晶体管(FET) 器件的一种场效应晶体器件，LDMOS包括在半导体衬底重形成沟道区域所分隔的源漏区域，并依次于沟道区域上方形成栅电极。

将LDMOS移植到SOI上，LDMOS制造在埋氧层BOX上，可以消除LDMOS 中PN结的泄漏电流，减小寄生电容，提高了器件的速度和增益。SOI LDMOS 器件隔离效果好，寄生电容小，器件的速度快，增益高，适用于高频的应用且工作特性受温度的影响较小，抗辐射性能好，工作温度很宽。但也有一定的缺点，具有较严重的自加热效应，器件工作时要注意散热。

传统的SOI LDMOS阻止了耗尽层向衬底扩展，故其纵向耐压低，为此，专家们提出了一系列结构以提高SOI LDMOS的纵向耐压。可以看出，SOI LDMOS的击穿电压是由横向击穿电压和纵向击穿电压中的较小者决定的，而对SOI LDMOS来说，其衬底是不参与耐压的，所以在横向击穿电压确定的前提下，器件的纵向击穿电压如果可较传统SOI LDMOS来说有大幅度提升时，那么器件的击穿电压就可得到很大地改进。为了提高SOI LDMOS器件的纵向耐压，最有效的方法是提高介质层的电场。一般情况下，提高埋层理论上可以使用三种方法：一方面可以在硅与埋氧层之间引入界面电荷，另一方面可以引入低介电系数且高临界击穿电场的埋层，还可以采用超薄顶层硅SOI，通过提高硅层电场而增加埋层的电场。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺点，针对现有SOI LDMOS技术所存在的纵向击穿电压较低的缺陷，结合已有的双面电荷槽埋氧层SOI LDMOS，提供一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOI LDMOS，该结构首先在埋氧层的上下表面引入电荷槽，并且在埋氧层顶部的槽内表面通过离子注入形成具有不同浓度的薄埋层，使靠近漏端的埋层浓度低，远离漏端的埋层浓度高，当器件处于反偏状态时，顶部槽底发生反型，反型电荷被束缚在槽内，与槽内具有反型电荷结构的埋层共同作用，使得槽内的反型电荷浓度相比于无埋层时大幅度增加，所以在埋氧层下表面产生的相应的感生电荷也会大幅度增加，双面槽内的电荷增强埋氧层电场，从而提高器件的耐压，而埋层的存在优化了漂移区的电场分布，在漂移区内引入多个电场峰值，提高了器件的击穿电压，降低了导通电阻，且靠近漏端的埋层浓度低，可以降低漏端表面电场的附加电场，提高器件的击穿电压。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案，一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOI LDMOS，包括衬底、设在衬底上的具有双面电荷槽的埋氧层，所述的埋氧层上设有漂移区，所述的漂移区上一侧设有沟道区和重掺杂漏区，所述的沟道区上设有重掺杂源区和重掺杂区，且所述的重掺杂源区靠近重掺杂漏区，所述的重掺杂源区的上部与漂移区的上端设有绝缘氧化层连接，所述的沟道区上靠近重掺杂漏区一侧的上端与绝缘氧化层连接，所述的绝缘氧化层的一侧设有源极金属区，另一侧设有漏极金属区，所述的重掺杂漏区与漏极金属区连接，所述的重掺杂区和靠近重掺杂区一端的重掺杂源区的上端与源极金属区连接，所述的绝缘氧化层的上设有栅区；