对称高压的半导体功率器件结构制造技术

本发明专利技术提供了一种对称高压的半导体功率器件结构，其主要包括栅极、位于栅极下方的沟道、以及位于栅极下方两侧呈对称结构的源极区和漏极区。本发明专利技术的对称高压的半导体功率器件结构可以有效缩短沟道长度，减小对称高压的半导体功率器件结构的面积，提高集成电路的集成度，从而降低了集成电路的生产成本,提升对称高压的半导体功率器件结构的性能。

【技术实现步骤摘要】
对称高压的半导体功率器件结构
本专利技术属于半导体器件设计制造领域，特别是涉及一种对称高压的半导体功率器件结构。
技术介绍
横向高压MOS(金属氧化物半导体场效应晶体管)器件耐压高，易于集成，普遍应用于高压集成电路和功率集成电路。目前常用的有DEMOS(漏极延伸金属氧化物半导体场效应晶体管)和LDMOS(横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管)两种结构。在需要源端和漏端都要耐高压的应用，目前常用方法是将两个高压的MOS管串联起来，但极大的增加了成本。也有使用对称结构的高压DDDMOS(双扩散漏金属氧化物半导体场效应晶体管)，DDDMOS可以看成DEMOS的一种变化，即在源端也使用漏极延伸的技术，从而达到源端和漏端均可耐高压的目的，以DDDNMOS(双扩散漏N型金属氧化物半导体场效应晶体管)为例，图1显示为现有的一种DDDMOS(双扩散漏金属氧化物半导体场效应晶体管)的结构示意图，其通常包含衬底P-SUB，栅极GATE，N型漂移区N-Drift以及N+源漏极。但由于mask(光刻板)对位精度和光刻精度等限制，DDDMOS结构的沟道长度L较大，且源端和漏端都需要轻参杂漂移区，将占用较大的芯片面积，故对称结构的高压MOS单位面积的Ron都较大。图2显示为现有的一种LDMOS(横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管)的结构示意图，其通常包含衬底SUB，栅极GATE，N型漂移区N-Drift，P型体区P-body，N+源漏极以及P+接触区。LDMOS的横向双扩散技术沟长L与光刻精度无关能精准的控制沟道长度L，能获得较小的沟道长度L，故可以做到较小的单位面积Ron(开关电阻)。但由于普通的LDMOS的双扩散结构，在源端和沟道间没有耐高压所需的轻参杂漂移区，所以源端和沟道之间不能耐高压，所以LDMOS只有漏端能耐高压，不能用在需要源端和漏端都要耐高压的场合。图3显示为现有的一种IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的结构示意图，其通常包括衬底SUB，栅极GATE，N型漂移区N-Drift，P型体区P-body，P+集电极、N+发射极以及P+接触区。这种IGBT器件只有集电极可以耐受高压，且当集电极为低电压，发射极为高电压时，并不能形成一个开关器件，也就是说，IGBT不能反过来使用。基于以上所述，提供一种可以有效解决对称高压MOS器件沟道长度较长及对称高压MOS器件面积较大等问题的半导体功率器件结构实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种对称高压的半导体功率器件结构，改善现有技术中的对称高压MOS器件沟道长度较长、对称高压MOS器件面积较大的问题，从而达到提高对称高压MOS器件性能，降低集成电路的生产成本的目的。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种对称高压的半导体功率器件结构，所述半导体功率器件结构包括：衬底；N型轻掺杂漂移区，形成于所述衬底上；第一P型轻掺杂体区及第二P型轻掺杂体区，间隔形成于所述N型轻掺杂漂移区中；栅极，横跨于所述第一P型轻掺杂体区及所述第二P型轻掺杂体区之间，所述第一P型轻掺杂体区被所述栅极部分覆盖以形成第一沟道，所述第二P型轻掺杂体区被所述栅极部分覆盖以形成第二沟道；第一N型重掺杂极区及第二N型重掺杂极区，分别形成于所述栅极两侧的所述第一P型轻掺杂体区及所述第二P型轻掺杂体区中；第一P型重掺杂接触区及第二P型重掺杂接触区，分别形成于所述第一P型轻掺杂体区及第二P型轻掺杂体区中，并分别与所述第一N型重掺杂极区及第二N型重掺杂极区相接。优选地，所述第一N型重掺杂极区及所述第一沟道与所述第二N型重掺杂极区及所述第二沟道呈对称设置。优选地，所述第一P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第一肖特基二极管，所述第二P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第二肖特基二极管。优选地，所述第一P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第一开关MOS管，所述第二P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第二开关MOS管。优选地，所述第一P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第一肖特基二极管及第一开关MOS管，所述第二P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第二肖特基二极管及第二开关MOS管。优选地，所述衬底及所述N型漂移区之间还设置有N型埋层。优选地，所述衬底及所述N型轻掺杂漂移区的浓度及厚度基于RESURF降低表面电场方式配置。优选地，所述栅极包括分离设置的第一子栅极及第二子栅极，所述第一子栅极横跨于所述第一沟道及部分所述N型轻掺杂漂移区上，所述第二子栅极横跨于所述第二沟道及部分所述N型漂移区上。优选地，所述第一子栅极及第二子栅极在所述N型轻掺杂漂移区上使用场板结构。优选地，所述对称高压的半导体功率器件结构的终端设置有其它高压终端结构。优选地，所述对称高压的半导体功率器件结构与外部电路之间设置有深P阱或P型埋层，以隔离所述对称高压的半导体功率器件结构与外部电路。优选地，所述第一P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间还设置有第一N型重掺杂缓冲层，所述第二P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间还设置有第二N型重掺杂缓冲层。优选地，所述N型轻掺杂漂移区从器件背面引出，并通过肖特基二极管或开关MOS管接到第一P型轻掺杂体区和第二P型轻掺杂体区。如上所述，本专利技术的对称高压的半导体功率器件结构，具有以下有益效果：本专利技术提供了一种对称高压的半导体功率器件结构，其主要包括栅极、位于栅极下方的沟道、以及位于栅极下方两侧呈对称结构的源极区和漏极区。本专利技术的对称高压的半导体功率器件结构可以有效缩短沟道长度，减小对称高压的半导体功率器件结构的面积，提高集成电路的集成度，从而降低了集成电路的生产成本,提升对称高压的半导体功率器件结构的性能。附图说明图1显示为现有技术中的一种DDDMOS(双扩散漏金属氧化物半导体场效应晶体管)的结构示意图。图2显示为现有技术中的一种LDMOS(横向双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管)的结构示意图。图3显示为现有技术中的一种IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的结构示意图。图4显示为本专利技术实施例1中的对称高压的半导体功率器件结构的结构示意图。图5显示为本专利技术实施例1中的对称高压的半导体功率器件结构的等效电路示意图。图6显示为本专利技术实施例2中的对称高压的半导体功率器件结构的结构示意图。图7显示为本专利技术实施例3中的对称高压的半导体功率器件结构的结构示意图。图8显示为本专利技术实施例5中的对称高压的半导体功率器件结构的结构示意图。图9显示为本专利技术实施例6中的对称高压的半导体功率器件结构的结构示意图。图10显示为本专利技术实施例7中的对称高压的半导体功率器件结构的结构示意图。元件标号说明101栅极102第一沟道103第二沟道104源极区105漏极区106N型轻掺杂漂移区107第一P型轻掺杂体区108第二P型轻掺杂体区109第一P型重掺杂接触区110第二P型重掺杂接触区111衬底112第一肖特基二极管113第二肖特基二极管114第一开关MOS管115第二开关MOS管116N型埋层117第一子栅极118第二子栅极具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对称高压的半导体功率器件结构，其特征在于，所述半导体功率器件结构包括：衬底；N型轻掺杂漂移区，形成于所述衬底上；第一P型轻掺杂体区及第二P型轻掺杂体区，间隔形成于所述N型轻掺杂漂移区中；栅极，横跨于所述第一P型轻掺杂体区及所述第二P型轻掺杂体区之间，所述第一P型轻掺杂体区被所述栅极部分覆盖以形成第一沟道，所述第二P型轻掺杂体区被所述栅极部分覆盖以形成第二沟道；第一N型重掺杂极区及第二N型重掺杂极区，分别形成于所述栅极两侧的所述第一P型轻掺杂体区及所述第二P型轻掺杂体区中；以及第一P型重掺杂接触区及第二P型重掺杂接触区，分别形成于所述第一P型轻掺杂体区及第二P型轻掺杂体区中，并分别与所述第一N型重掺杂极区及第二N型重掺杂极区相接。

【技术特征摘要】
1.一种对称高压的半导体功率器件结构，其特征在于，所述半导体功率器件结构包括：衬底；N型轻掺杂漂移区，形成于所述衬底上；第一P型轻掺杂体区及第二P型轻掺杂体区，间隔形成于所述N型轻掺杂漂移区中；栅极，横跨于所述第一P型轻掺杂体区及所述第二P型轻掺杂体区之间，所述第一P型轻掺杂体区被所述栅极部分覆盖以形成第一沟道，所述第二P型轻掺杂体区被所述栅极部分覆盖以形成第二沟道；第一N型重掺杂极区及第二N型重掺杂极区，分别形成于所述栅极两侧的所述第一P型轻掺杂体区及所述第二P型轻掺杂体区中；以及第一P型重掺杂接触区及第二P型重掺杂接触区，分别形成于所述第一P型轻掺杂体区及第二P型轻掺杂体区中，并分别与所述第一N型重掺杂极区及第二N型重掺杂极区相接。2.根据权利要求1所述的对称高压的半导体功率器件结构，其特征在于：所述第一N型重掺杂极区及所述第一沟道与所述第二N型重掺杂极区及所述第二沟道呈对称设置。3.根据权利要求1所述的对称高压的半导体功率器件结构，其特征在于：所述第一P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第一肖特基二极管，所述第二P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第二肖特基二极管。4.根据权利要求1所述的对称高压的半导体功率器件结构，其特征在于：所述第一P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第一开关MOS管，所述第二P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第二开关MOS管。5.根据权利要求1所述的对称高压的半导体功率器件结构，其特征在于：所述第一P型轻掺杂体区与所述N型轻掺杂漂移区之间并联有第一肖特基二极管及第一开关MOS管，所述第二P型轻掺杂体区与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢锋民，肖川，
申请(专利权)人：上海汇瑞半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31