LDMOS晶体管及相关系统和方法技术方案

一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应(LDMOS)晶体管包括硅半导体结构；第一栅极结构和第二栅极结构和沟槽电介质层。第一栅极结构和第二栅极结构设置在硅半导体结构上并且在横向方向上彼此分离。沟槽电介质层设置在硅半导体结构中的沟槽中，并且在正交于横向方向的厚度方向上至少部分地在第一栅极结构和第二栅极结构中的每一个下方延伸。

LDMOS transistors and related systems and methods

A transverse double diffused metal oxide semiconductor field effect (LDMOS) transistor includes silicon semiconductor structure, the first gate structure and the second gate structure and the trench dielectric layer. The first gate structure and the second gate structure are arranged on the silicon semiconductor structure and separated from each other in the transverse direction. The groove dielectric layer is arranged in the groove of the silicon semiconductor structure, and extends at least below the bottom of the first gate structure and the second gate structure in the thickness direction orthogonal to the transverse direction.

【技术实现步骤摘要】
LDMOS晶体管及相关系统和方法相关申请本申请要求享有于2016年5月24日提交的美国临时专利申请序列号62/340742的优先权权益，其通过引用并入本文。
技术介绍
金属氧化物半导体场效应晶体管(通常称为MOSFET)被广泛用在诸如用于开关或放大的电子器件中。MOSFET能够实现快速的开关速度，这使得它们非常适用于高频应用。另外，由于MOSFET是电压控制而不是电流控制的器件，所以MOSFET的控制相对来说比较简单。通常称为LDMOS晶体管的横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管是主要在横向方向上在晶体管的半导体材料内阻挡漏极-源极电压的一类MOSFET。LDMOS晶体管常常与集成电路中的其他电路组合，特别在功率应用或射频应用中。图1是包括硅半导体结构102、源电极104、栅极结构106和漏电极108的常规n沟道LDMOS晶体管100的截面图。源电极104堆叠在LDMOS晶体管100的源极区域112中的硅半导体结构102的顶面110上，漏电极108堆叠在LDMOS晶体管100的漏极区域114中的顶面110上。栅极结构106包括堆叠在LDMOS晶体管100的栅极区域120中的栅电极116、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应(LDMOS)晶体管，包括：硅半导体结构；第一栅极结构和第二栅极结构，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构设置在所述硅半导体结构上并且在横向方向上彼此分离；以及沟槽电介质层，所述沟槽电介质层设置在所述硅半导体结构中的沟槽中，并且在正交于所述横向方向的厚度方向上至少部分地在所述第一栅极结构和所述第二栅极结构中的每一个下方延伸。

【技术特征摘要】
2016.05.24 US 62/340,7421.一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应(LDMOS)晶体管，包括：硅半导体结构；第一栅极结构和第二栅极结构，所述第一栅极结构和所述第二栅极结构设置在所述硅半导体结构上并且在横向方向上彼此分离；以及沟槽电介质层，所述沟槽电介质层设置在所述硅半导体结构中的沟槽中，并且在正交于所述横向方向的厚度方向上至少部分地在所述第一栅极结构和所述第二栅极结构中的每一个下方延伸。2.根据权利要求1所述的LDMOS晶体管，其中：所述硅半导体结构包括：衬底，形成在所述衬底上的n阱，形成在所述n阱中的p主体，形成在所述p主体中的源极n+区域，以及形成在所述n阱中的漏极n+区域；并且所述沟槽电介质层在所述横向方向上设置在所述p主体和所述漏极n+区域之间。3.根据权利要求2所述的LDMOS晶体管，其中：所述硅半导体结构还包括形成在所述p主体中的源极p+区域；所述源极p+区域具有比所述p主体更大的p型掺杂浓度；并且所述源极n+区域和所述漏极n+区域中的每一个均具有比所述n阱更大的n型掺杂浓度。4.根据权利要求2所述的LDMOS晶体管，其中：所述第一栅极结构包括在所述厚度方向上堆叠在所述硅半导体结构的第一外表面上的第一栅极电介质层和第一栅极导体；并且所述第二栅极结构包括在所述厚度方向上堆叠在所述硅半导体结构的所述第一外表面上的第二栅极电介质层和第二栅极导体。5.根据权利要求4所述的LDMOS晶体管，所述第一栅极导体和所述第二栅极导体中的每一个均由多晶硅形成，并且所述第一栅极电介质层和所述第二栅极电介质层中的每一个均由二氧化硅形成。6.根据权利要求4所述的LDMOS晶体管，所述p主体在所述厚度方向上在所述沟槽电介质层的下方延伸，并且所述p主体具有渐变的p型掺杂浓度。7.根据权利要求4所述的LDMOS晶体管，还包括：源电极，所述源电极设置在所述硅半导体结构的所述第一外表面上并接触所述源极p+区域和所述源极n+区域中的每一个；漏电极，所述漏电极设置在所述硅半导体结构的所述第一外表面上并与所述漏极n+区域接触；第一栅电极，所述第一栅电极堆叠在所述第一栅极导体上；以及第二栅电极，所述第二栅电极堆叠在所述第二栅极导体上。8.一种开关电路，包括：根据权利要求7所述的LDMOS晶体管；驱动电路，用于在相对于所述源电极的至少两个不同的电压幅值之间反复驱动所述第一栅电极；以及偏置电路，用于将所述第二栅电极相对于所述源电极保持在正电压。9.根据权利要求8所述的开关电路，所述偏置电路被配置为将所述第二栅电极相对于所述源电极保持在固定的正电压。10.一种横向双扩散金属氧化物半导体场效应(LDMOS)晶体管，包括：硅半导体结构；第一栅极结构，所述第一栅极结构设置在所述硅半导体结构上；以及第二栅极结构，所述第二栅极结构部分地设置在所述硅半导体结构的沟槽中。11.根据权利要求10所述的LDMOS晶体管，其中：所述硅半导体结构包括：衬底，形成在所述衬底上的n阱，形成在所述n阱中的p主体，形成在所述p主体中的源极n+区域，以及形成在所述n阱中的漏极n+区域；所述第一栅极结构在厚度方向上设置在所述硅半导体结构上、至少部分地位于所述p主体上方；并且所述第二栅极结构在正交于所述厚度方向的横向方向上设置在所述p主体和所述漏极n+区域之间。12.根据权利要求11所述的LDMOS晶体管，其中，所述硅半导体结构还包括形成在所述p主体中的源极p+区域。13.根据权利要求11所述的LDMOS晶体管，所述p主体在所述厚度方向上比所述第二栅极结构更深地延伸到所述硅半导体结构中，并且所述p主体具有渐变的p型掺杂浓度。14.根据权利要求11所述的LDMOS晶体管，其中：所述第一栅极结构包括在所述厚度方向上堆叠在所述硅半导体衬底的第一外表面上的第一栅极电介质层和第一栅极导体；并且所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·夏，M·A·祖尼加，B·法特米扎德赫，V·帕塔萨拉蒂，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：美国,US