一种双向阻断功率MOS器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种双向阻断功率MOS器件及其制造方法。通过离子注入或多次外延的工艺方式，从而实现正反向均可耐压的功率MOS器件。相比于传统BMS中采用对管或者双管串联的方式，本发明专利技术所提出的器件具有以下优点：第一，本发明专利技术所提出的器件相较于传统实现方式所占据的面积更小，因此可以实现更高的集成度；第二，本发明专利技术所提出的器件仅需单管即可实现双向阻断的功能，相较于传统的双管串联的实现方式，可以获得较低的比导通电阻，减小器件的功率损耗。耗。耗。

【技术实现步骤摘要】
一种双向阻断功率MOS器件及其制造方法


[0001]本专利技术属于半导体功率器件
，主要涉及一种双向阻断功率MOS器件及其制造方法。

技术介绍

[0002]功率MOSFET器件具有集成度高、导通电阻低、开关速度快、开关损耗小等特点。但传统的功率MOSFET因其结构的非对称性，无法实现双向阻断的特性，从而限制了功率MOSFET的应用。在诸如BMS(电池管理系统)等需要双向耐压的场合，单个的功率MOSFET无法满足需求。传统的解决方案是将两个功率MOSFET器件的漏极短接，串联使用，从而达到双向阻断的目的。然而，传统的解决方案将两个大面积的功率MOSFET串联起来，增大了器件的面积，极大地降低了系统集成度；其次，两个功率MOSFET器件的串联会导致电路的导通电阻的增大，从而增大了电路的功耗。
[0003]本专利技术为了解决传统的功率MOSFET无法双向阻断的问题，提供了一种双向阻断的功率MOS器件及其制造方法。本专利技术所提出的器件具有以下优点：第一，本专利技术所提出的器件与传统功率MOSFET器件相比，只需要一半甚至更小的面积即可实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向阻断功率MOS器件，其特征在于包括：第一导电类型重掺杂衬底(130)，位于第一导电类型重掺杂衬底(130)上的第一导电类型轻掺杂外延(100)，位于第一导电类型轻掺杂外延(100)上方的第二导电类型轻掺杂基区(200)，位于第二导电类型轻掺杂基区(200)上方的第一导电类型轻掺杂区(110)，位于第一导电类型轻掺杂区(110)上方的第一导电类型重掺杂区(120)，位于第一导电类型轻掺杂区(100)上方的介质槽，位于介质槽内部的第一介质(300)，被第一介质(300)所包围的控制栅多晶硅(10)，位于控制栅多晶硅(10)上方同样被第一介质(300)所包围的多晶硅(11)，位于第一介质(300)上方的器件正面金属(12)，位于第一导电类型重掺杂衬底(130)下方的器件背面金属(13)。2.根据权利要求1所述的一种双向阻断功率MOS器件，其特征在于包括：第一导电类型重掺杂衬底(130)，位于第一导电类型重掺杂衬底(130)上的第一导电类型轻掺杂区(100)，位于第一导电类型轻掺杂区(100)上方的第二导电类型轻掺杂基区(200)，位于第二导电类型轻掺杂基区(200)上方的第一导电类型轻掺杂区(110)，位于第一导电类型轻掺杂区(110)上方的第一导电类型重掺杂区(120)，位于第一导电类型轻掺杂外延(100)上方的介质槽，位于介质槽内部的第一介质(300)，被第一介质(300)所包围的控制栅多晶硅(10)，控制栅多晶硅(10)的上表面高于第二导电类型轻掺杂基区(200)的上表面，介质槽的深度比第二导电类型轻掺杂基区(200)下表面低；还包括位于第一介质(300)上方的器件正面金属(12)、位于第一导电类型重掺杂衬底(130)下方的器件背面金属(13)。3.根据权利要求2所述的一种双向阻断功率MOS器件，其特征在于：控制栅多晶硅(10)的上表面高于第一导电类型重掺杂区(120)的下表面。4.如权利要求1至3任意一项所述的一种双向阻断功率MOS器件，其特征在于：器件正面金属(12)内部设有第二介质(310)，第二介质(310)底部和第一介质(300)接触；并且/或者所述双向阻断功率MOS器件的耐压通过调整第一导电类型轻掺杂外延(100)以及第一导电类型轻掺杂区(110)的厚度来实现；并且/或者所述双向阻断MOS器件的第二导电类型轻掺杂基区(200)与第一导电类型轻掺杂外延(100)以及第一导电类型轻掺杂区(110)的掺杂为均匀掺杂或为渐变掺杂，以获得更高的器件耐压；并且/或者在第一导电类型轻掺杂外延(100)和第一导电类型轻掺杂区(110)内引入第二导电类型轻掺杂区(220)，形成超结结构，以降低器件的比导通电阻；并且/或者所有重掺杂的掺杂浓度大于1E19 cm
‑
3；并且/或者所有轻掺杂的掺杂浓度小于1E18 cm
‑
3。5.如权利要求1所述的一种双向阻断功率MOS器件，其特征在于：所述双向阻断功率MOS器件的多晶硅(11)的电位有多种接法：
①
单独引出接地；
②
不接电位浮空；
③
与第二导电类型轻掺杂基区(200)接相同电位；
④
与器件正面金属(12)接相同电位。6.如权利要求1至3任意一项所述的一种双向阻断功率MOS器件，其特征在于：所述双向阻断功率MOS器件的第二导电类型轻掺杂基区(200)的电位有多种接法：
①
单独引出接地；
②
不接电位浮空。
7.如权利要求1所述的一种双向阻断功率MOS器件，其特征在于：所述双向阻断功率MOS器件的控制栅多晶硅(10)的形貌有多种：
①
字母n型，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔明，刘文良，方冬，陈勇，郭银，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：