一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOI LDMOS制造技术

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。

A Novel Double-sided Charge Groove SOI LDMOS with Buried Layer Structure

The utility model relates to a novel double-sided charge groove SOI LDMOS with a buried layer structure, which comprises a first doped type substrate with a double-sided charge groove on the substrate. The top groove of the double-sided charge groove is also provided with a plurality of buried layers of the first doping type and different doping concentration by ion implantation. The doping concentration of the buried layer varies from near the leakage end to far away from the leakage. The order of ends increases gradually. The utility model relates to a novel double-sided charge groove SOI LDMOS with buried layer structure, which further improves the breakdown voltage of SOI LDMOS by increasing the withstand voltage of SOI LDMOS.

【技术实现步骤摘要】
一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOILDMOS
本技术涉及一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOILDMOS。
技术介绍
横向双扩散金属氧化物半导体(LDMOS,Lateraldouble-diffusedMOStransistors)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,Verticaldouble-diffusedMOStransistorsMOSFET),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。SOILDMOS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SOILDMOS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SOILDMOS的纵向耐压。可以看出，SOILDMOS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SOILDMOS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SOILDMOS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SOILDMOS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。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，针对现有SOILDMOS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SOILDMOS，提供一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOILDMOS，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，本技术采用以下技术方案，一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOILDMOS，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；所述的埋氧层上端的电荷槽内设有反型电荷埋层，且靠近重掺杂漏区一端到远离重掺杂漏区一端的反型电荷埋层的掺杂浓度依次增高。所述的漂移区为具有第二掺杂类型的轻掺杂漂移区，所述的衬底为具有第一掺杂类型的衬底，所述的沟道区为具有第一掺杂类型的沟道区，所述的重掺杂漏区为具有第二掺杂类型的重掺杂漏区，所述的重掺杂区为具有第一掺杂类型的重掺杂区，所述的重掺杂源区为具有第二掺杂类型的重掺杂源区。所述的反型电荷埋层为通过离子注入形成具有第一掺杂类型的埋层，且反型电荷埋层的第一掺杂类型浓度大于漂移区的第二掺杂类型的浓度。所述的埋氧层的两侧分别设有4个相互对称的电荷槽，且位于埋氧层上端的4个电荷槽中设有的反型电荷埋层分别为第一埋层、第二埋层、第三埋层和第四埋层，所述第一埋层中的掺杂浓度大于第二埋层的掺杂浓度，所述的第二埋层的掺杂浓度大于第三埋层的掺杂浓度，所述的第三埋层的掺杂浓度大于第四埋层的掺杂浓度。所述第一掺杂类型为P型，所述第二掺杂类型为N型。所述第一掺杂类型为N型，所述第二掺杂类型为P型。本技术的有益效果是：在双面电荷槽埋氧层中引入具有反型电荷埋层，当器件处于反偏的状态时，顶部的槽内表面发生反型，反型层被束缚在槽内，埋层与被束缚在槽内的反型电荷共同作用，使得槽内的反型电荷浓度相比于无埋层时大幅度增加，所以在埋氧层的下表面产生的相应的感生电荷也会大幅增加，另一方面改善了漂移区的电场分布，两方面共同作用，提高了器件的击穿电压。埋层采用了靠近漏端的掺杂浓度低，越远离漏端埋层掺杂浓度越高，这么做可以降低漏端附近表面电场的附加电场，对提高器件的击穿电压也有一定的帮助。附图说明图1是本技术的结构示意图；图中：1.衬底；2.埋氧层；3.重掺杂区；4.重掺杂源区；5.沟道区；6.重掺杂漏区；7.漂移区；8.源极金属区；9.栅区；10.漏极金属区；11.绝缘氧化层；12.反型电荷埋层；12a.第一埋层；12b.第二埋层；12c.第三埋层；12d.第四埋层。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例如图1所示的一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOILDMOS，包括衬底1、设在衬底1上的具有双面电荷槽的埋氧层2，所述的埋氧层2上设有漂移区7，所述的漂移区7上一侧设有沟道区5和重掺杂漏区6，所述的沟道区5上设有重掺杂源区4和重掺杂区3，且所述的重掺杂源区4靠近重掺杂漏区6，所述的重掺杂源区4的上部与漂移区7的上端设有绝缘氧化层11连接，所述的沟道区5上靠近重掺杂漏区6一侧的上端与绝缘氧化层11连接，所述的绝缘氧化层11的一侧设有源极金属区8，另一侧设有漏极金属区10，所述的重掺杂漏区6与漏极金属区10连接，所述的重掺杂区3和靠近重掺杂区3一端的重掺杂源区4的上端与源极金属区8连接，所述的绝缘氧化层11的上设有栅区9；所述的埋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOI LDMOS，其特征在于，包括衬底(1)、设在衬底(1)上的具有双面电荷槽的埋氧层(2)，所述的埋氧层(2)上设有漂移区(7)，所述的漂移区(7)上一侧设有沟道区(5)和重掺杂漏区(6)，所述的沟道区(5)上设有重掺杂源区(4)和重掺杂区(3)，所述的重掺杂源区(4)的上部与漂移区(7)的上端与绝缘氧化层(11)连接，所述的沟道区(5)上靠近重掺杂漏区(6)一侧的上端与绝缘氧化层(11)连接，所述的绝缘氧化层(11)的一侧设有源极金属区(8)，另一侧设有漏极金属区(10)，所述的重掺杂漏区(6)与漏极金属区(10)连接，所述的重掺杂区(3)和靠近重掺杂区(3)一端的重掺杂源区(4)的上端与源极金属区(8)连接，所述的绝缘氧化层(11)的上设有栅区(9)；所述的埋氧层(2)上端的电荷槽内设有反型电荷埋层(12)，且靠近重掺杂漏区(6)一端到远离重掺杂漏区(6)一端的反型电荷埋层(12)的掺杂浓度依次增高。

【技术特征摘要】
1.一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOILDMOS，其特征在于，包括衬底(1)、设在衬底(1)上的具有双面电荷槽的埋氧层(2)，所述的埋氧层(2)上设有漂移区(7)，所述的漂移区(7)上一侧设有沟道区(5)和重掺杂漏区(6)，所述的沟道区(5)上设有重掺杂源区(4)和重掺杂区(3)，所述的重掺杂源区(4)的上部与漂移区(7)的上端与绝缘氧化层(11)连接，所述的沟道区(5)上靠近重掺杂漏区(6)一侧的上端与绝缘氧化层(11)连接，所述的绝缘氧化层(11)的一侧设有源极金属区(8)，另一侧设有漏极金属区(10)，所述的重掺杂漏区(6)与漏极金属区(10)连接，所述的重掺杂区(3)和靠近重掺杂区(3)一端的重掺杂源区(4)的上端与源极金属区(8)连接，所述的绝缘氧化层(11)的上设有栅区(9)；所述的埋氧层(2)上端的电荷槽内设有反型电荷埋层(12)，且靠近重掺杂漏区(6)一端到远离重掺杂漏区(6)一端的反型电荷埋层(12)的掺杂浓度依次增高。2.根据权利要求1所述的一种具有埋层结构的新型双面电荷槽型SOILDMOS，其特征在于，所述的漂移区(7)为具有第二掺杂类型的轻掺杂漂移区，所述的沟道区(5)为具有第一掺杂类型的沟道区，所述的重掺杂漏区(6)为具有第二掺杂类型的重掺杂漏区，所述的重掺杂区(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马中发，彭雨程，
申请(专利权)人：西安因变光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西,61